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本刊信息
主管单位： 中华人民共和国教育部
主办单位： 重庆大学
编辑出版： 《土木与环境工程学报（中英文）》编辑部
主 编： 刘汉龙
电 话：023-65111322/65111863
邮 箱： xuebao@cqu.edu.cn
国际标准连续出版物号：
2096-6717
国内统一连续出版物号：
50-1218/TU
国内发行： 重庆市邮政局
国外发行： 中国出版对外贸易总公司(北京782信箱)
邮发代号：78-48
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《土木与环境工程学报（中英文）》获评2022年度川渝一流科技期刊
《土木与环境工程学报（中英文）》获评2022年度川渝一流科技期刊《土木与环境工程学报（中英文）》入选《世界期刊影响力指数（WJCI）报告（2020科技版）》
《土木与环境工程学报（中英文）》入选《世界期刊影响力指数（WJCI）报告（2020科技版）》
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2023,45(6):1-11, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.253
双肢砌体墙是将两个独立墙肢联系在一起共同受力的联肢构件，是砌体研究中由构件上升到结构的中间环节。现有双肢墙试验多采用由两片矩形立面墙肢组成的试件，将复杂立面双肢墙的开裂破坏规律、承载力等与单片墙进行对比分析，对于研究结构层面的抗震性能有着重要意义。在单片砌体墙试验基础上，设计3片典型立面形状双肢砌体墙进行低周反复荷载试验，对比分析各双肢墙体的滞回曲线、承载力等抗震性能差异；结合试验现象建立“L”形立面砌体墙转动破坏模式下的水平承载力计算方法，并与试验数据进行对比分析。结果表明：承受不同水平方向荷载作用时，非对称立面形状砌体墙抗震能力具有明显的方向性特征；双肢砌体墙的裂缝开展规律及破坏形态总体上与单肢墙一致；水平承载力计算方法与墙体实际破坏模式有较好的对应性，相对于窗间墙受剪破坏有着更明确的物理意义，承载力计算结果与单片墙和双肢墙试验值均有较高的吻合度。
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2023,45(6):12-20, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.248
由于传统张弦梁结构冗余度较低，下弦预拉索遭受意外作用断裂时易导致结构发生连续倒塌。通过改进传统张弦梁撑杆、下弦等杆件构型与连接形式，提出一种新型张弦梁结构。基于ANSYS/LS-DYNA程序平台，采用考虑初始状态的等效荷载瞬时卸载法，对具有不同撑杆交叉角度和交叉撑杆组数量的多个新型张弦梁结构模型进行抗连续倒塌分析。结果表明：合理设计后，任一段下弦失效时，交叉撑杆将代替失效处下弦为结构提供备用传力路径，新型张弦梁结构不会发生连续倒塌，但会导致下部撑杆内力骤增，下部撑杆设计需预留较大承载余量；撑杆交叉节点越靠近下弦，剩余结构空腹桁架作用越明显，承载能力越好；交叉撑杆组数越多，结构冗余度越高，新型张弦梁结构抗连续倒塌性能越优。
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2023,45(6):21-28, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.053
为研究大气环境长期作用下钢框架结构的抗连续性倒塌性能，建立钢结构时变腐蚀模型预测构件截面面积和力学性能随服役时间的退化情况，并以一栋处于Ⅲ级大气腐蚀环境中的多层钢框架建筑为研究对象，在服役期内的不同阶段对其进行Pushdown分析。将塑性荷载系数、极限荷载系数和最大竖向位移作为结构抗倒塌能力的评价指标，通过灵敏度分析得到不同材料参数对各指标的影响情况，并基于回归分析拟合评价指标随体积损失率的退化规律。结果表明：腐蚀会导致钢框架的承载力和延性发生退化，其中延性的劣化更加明显；承载力指标的退化主要归因于材料强度的降低和构件截面面积的减少，延性指标的退化主要与材料断裂应变的减小有关；评价指标与结构体积损失率之间有较强的线性关系，可基于此对其退化情况进行定性预测。
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2023,45(6):29-37, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.031
钢结构的材料高强化是发展趋势，目前高强钢存在屈强比过高的问题，限制了高强钢在建筑结构中的抗震设计应用。对低合金高强度结构钢进行材性改良，研发出一种新型低屈强比Q620E高强钢。对此新型高强钢的抗震性能进行试验研究，根据壁板宽厚比等级设计截面尺寸不同的箱形截面柱，对轴压比为0.2和0.35的高强钢箱形柱进行低周往复加载试验。通过观察试件的破坏模式、提取滞回曲线和骨架曲线，从承载力、延性、耗能性能与损伤发展等方面对钢柱的抗震性能进行分析，并与Q690D普通高强钢柱抗震性能进行比较。试验结果表明，低屈强比高强钢柱具有良好的滞回性能和塑性变形能力；壁板宽厚比对构件承载力及延性影响显著；壁板宽厚比越大则刚度下降越快、损伤发展不连续；相较于Q690D普通高强钢，Q620E新型钢在力学性能与构件抗震方面均体现出较大的优势，可考虑在高强钢建筑结构中拓展应用。
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2023,45(6):38-46, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.136
针对装配式框架节点损伤模式不可控、震后修复困难等问题，提出一种基于人工塑性铰连接的新型装配式钢混组合框架节点形式，其具有构造简单、承载耗能、易装配等特点。为进一步明确该新型节点的受力性能，利用ABAQUS建立节点的非线性有限元模型，以轴压比、翼缘连接板厚度、抗剪耗能杆直径为参数变量，研究不同参数对节点破坏模式、受力机理及弯矩-转角曲线的影响规律，并对节点刚性进行评估。结果表明，该新型节点的破坏模式为梁端受弯破坏，人工塑性铰对节点内力分配与传递起关键作用；随着轴压比的增大，节点承载力和延性系数呈现出先增大后降低的变化趋势，翼缘连接板厚度对节点承载力和延性均有较大影响，抗剪耗能杆直径对节点承载力的影响较小，但对节点延性变形影响较大；该新型节点属于铰接连接和完全强度连接。
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2023,45(6):47-58, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.030
为研究方钢管混凝土柱与U形钢组合梁分离式内隔板节点的抗震性能，对4个节点试件进行低周反复加载试验，试验参数为内隔板形式和梁柱交界面处有无加强连接。分析各试件的破坏模式、滞回性能、延性、耗能等指标，并给出加劲板的设计建议。结果表明：4个节点试件的破坏模式均为梁端受弯破坏，滞回曲线呈反S形、有明显的捏缩现象；试件的位移延性系数μ为2.3~3.1，弹性层间位移角θy为1/68~1/53，弹塑性层间位移角θu为1/28~1/19，等效黏滞阻尼系数ζeq为0.12~0.16，变形能力较好，并具备一定耗能能力；改变内隔板形式对试件的承载能力影响较小，但相较于传统内隔板节点试件，分离式内隔板弱轴节点试件的耗能能力有所降低；加强梁柱交界面处的连接可减缓刚度退化速度、显著提高节点的承载能力和耗能能力。
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2023,45(6):59-73, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.085
为研究内置FRP约束UHPC高强芯柱的方钢管混凝土柱-钢梁端板-螺栓连接节点的抗震性能，基于“强柱弱梁”目标设计制作5个端板-螺栓连接节点试件，通过拟静力试验研究节点的破坏机理，并分析柱轴压比、FRP管厚度和有无芯柱对节点抗震性能的影响，对比钢梁更换前后节点的性能。试验结果表明：所有试件均在梁端形成塑性铰破坏；该破坏模式下，节点具有较高的承载力、耗能能力和较好的延性；内置芯柱时，试件承载力提高但延性降低；随着FRP管厚度增加，节点初始刚度和耗能能力均得到提升；相比原试件，更换梁试件的耗能能力、延性和初始刚度均有所降低。变形分析结果表明：节点域组合柱以受弯变形为主，两侧钢梁主要承担节点域的剪切变形。依据初始刚度判定该节点属于刚性节点。
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2023,45(6):74-82, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.250
在简单钢管混凝土组合柱中内嵌H型钢，形成新型组合结构柱，为研究新型组合结构柱的受力性能，对其进行纯弯、压弯、扭弯、压弯扭4个工况的试验研究。为满足试验过程中的加载需要，设计制作了一套适用于多工况模拟的加载装置。在复杂荷载加载中，对于有轴压参与的工况，控制轴压比为0.24；对于有扭弯的工况，控制扭弯比为0.34。通过对4个试件的加载试验，分析其扭矩-扭转角滞回曲线、弯矩-位移滞回曲线、扭矩-扭转角骨架、弯矩-位移骨架、力学特征及刚度退化等指标，对结果及其产生机理进行分析。结果表明，在复杂荷载作用下，该新型组合结构柱受力性能良好。基于试验结果提出在工程实际中使用该新型结构柱的基本建议。
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2023,45(6):83-94, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.029
针对预制装配式楼盖，按照合理的楼盖水平地震作用计算方法进行设计，可保证抗侧力主体结构破坏前楼盖保持水平传力的整体性。利用有限元软件（ETABS）对某5层框架结构模型进行中、大震弹塑性时程分析，并与底部剪力法、ASCE7-10推荐的经验放大法计算值进行对比，发现时程分析所得加速度值比后两种方法计算值偏大，说明用底部剪力法、经验放大法计算楼盖水平地震作用并进行连接设计存在安全隐患。基于ASCE7-16，考虑中美抗震区划及场地类别等差异，提出与中国抗震设计规范协调并考虑高阶振型影响的模态叠加法。针对不同地震烈度，利用提出的计算方法进行算例分析，计算结果表明：楼层加速度放大系数k沿建筑高度分布趋势一致；楼盖中震下实际水平地震作用SEhk中和大震下实际水平地震作用SEhk大分别能满足γEhSEhk中≤Rd/γRE和SEhk大≤Rk，即用所提方法计算楼盖水平地震作用并进行连接设计，楼盖可达到“中震弹性、大震不屈服”的性能目标。
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2023,45(6):95-103, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.121
对不同级配的南沙岛礁珊瑚砂进行共振柱试验，测试不同孔隙比e的珊瑚砂在20~300 kPa围压下的最大动剪切模量G0，分析不均匀系数Cu、平均粒径d50和细粒含量Fc对珊瑚砂G0的影响，并建立珊瑚砂的G0经验模型。结果表明：珊瑚砂的孔隙比e普遍大于陆源砂砾土；同一有效围压σ
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2023,45(6):104-112, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.241
将废旧轮胎与土混合作为建筑材料应用于土木工程领域是处理废旧轮胎最有前景的措施之一。为了研究废旧轮胎橡胶颗粒改良粉土的效果，以橡胶颗粒与粉土的混合土为研究对象，采用滤纸法测定橡胶粉土的土水特征曲线，分析含水率、橡胶含量对土水特征曲线的影响。结果表明：同一橡胶含量下，混合土的基质吸力随含水率增大非线性减少，呈现出典型的3阶段特征；在同一含水率下，基质吸力随橡胶颗粒含量呈先增大后减少的趋势，当橡胶含量为20%时，混合土的基质吸力最大；基于Van Genuchten模型建立混合土的土水特征曲线模式；基于颗粒接触理论，考虑颗粒比重不同，建立混合土的接触状态模式，构建骨架孔隙比描述混合土的非饱和特性，混合土的基质吸力随着骨架孔隙比的增加呈先增加后减小的趋势。
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2023,45(6):113-124, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.046
为研究城市地铁运行产生的振动波在地面邻近建筑物中的传播规律，以地铁沿线邻近建筑为研究对象，参数取值参考实际工程量值范围，建立地铁列车-轨道-隧道-地层-建筑物整体有限元数值模型，重点研究地面邻近建筑中同楼层和不同楼层间振动响应的传递分布规律和频谱特性。结果表明：地铁运行对建筑的振动激励以中低频1~50 Hz为主；房间面积越大，楼板自振频率位于激励荷载优势频段范围越多，越易引起楼板共振；楼板跨中点的振动强度通常大于边角点的振动强度，角点的振动会在低频段1.25~2.0 Hz超过楼板跨中点；随着楼层的升高，三向振动加速度响应均呈波动性变化。通过多工况的计算，分析了运行车速、隧道埋深和振中距对邻近地铁建筑物振动响应的影响规律。
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2023,45(6):125-133, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.110
基于山西省太行一号风景道K43+175处加筋土桥台工程，开展不同加筋间距工况条件下加筋砂土的动三轴试验，分析循环荷载作用下加筋间距对加筋砂土动强度、动剪切模量、阻尼比、累积塑性应变等动力响应特性的影响，探讨加筋砂土动力响应特性的演化规律，从而为加筋土柔性桥台复合结构（Geosynthetic Reinforced Soil Integrated Bridge System，GRS-IBS）工程设计中的变形预测和稳定状态评估提供依据。结果表明：随加筋层数的增加，加筋砂土动应力-动应变曲线逐渐由双曲线型过渡为直线型，试样动强度和动模量也随之增大，且加筋越密，增幅越明显；增大围压和增加加筋层数均能减小动剪应变，提升动剪切模量，减小阻尼比；增加加筋层数能有效抑制轴向累积塑性应变随循环荷载作用增长的趋势，因此，在GRS-IBS结构中应控制加筋间距，以提高加筋土的临界循环应力比，保证其处于长期动力稳定状态。
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2023,45(6):134-142, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.261
依托南京长江新济洲供水廊道项目泥水盾构工程，针对江底粉细砂地层和岩石地层中泥水盾构施工产生的废弃砂土，研究其在盾构同步注浆材料中再利用的适用性。通过改变砂土地层弃砂的粒径分布，研究其对砂浆性能的影响；针对岩石地层产生的废弃砂土，研究其颗粒形状对砂浆性能的影响，并对岩层弃砂制备同步砂浆进行配比优化。结果表明：该工程砂土层弃砂可直接代替原配比中的砂进行再利用，岩层弃砂通过调整配比亦能满足工程要求；增大砂层弃砂细度模数和砂粒含量可改善砂浆的流动性，但砂土黏粒含量过大会使砂浆流动性变差、凝结时间缩短、强度降低；岩层弃砂颗粒表面越粗糙，所制备砂浆流动性越差，凝结时间越短。合适配比下，盾构施工废弃砂土可应用于同步注浆，砂浆配比应随废弃砂土粒径分布和颗粒形状的变化做出适当调整。
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2023,45(6):143-150, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.237
真空预压联合电渗法常用于疏浚淤泥地基处理，但存在排水板淤堵及电极腐蚀严重、能耗大等问题，导致该方法在实际应用中受限。提出利用真空预压-逐级加能动力压实联合电渗法,克服传统联合法的缺陷，通过5组室内模型对比试验，采用孔压消散比PPDR确定动力压实启动时间，研究最优动力压实启动时间点。试验过程中监测土体的孔隙水压力、排水量、土表沉降和电流强度，在试验前后测量土体含水率、十字板剪切强度及阳极腐蚀量。结果表明：与真空预压联合电渗法相比，在真空预压阶段启动动力压实可使淤堵土柱开裂，有效提高真空预压的排水效率；动力压实后土体表面裂缝减少，更加平整，电渗固结过程产生的阳极腐蚀量和能耗降低；在PPDR为70%时启动动力压实，土体的排水量最大，土表沉降增幅最大，处理后的十字板剪切强度达到65 kPa，获得了更好的处理效果。
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2023,45(6):151-157, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.125
微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术是新兴的岩土工程绿色加固技术，在散粒土加固方面具有良好的应用前景。MICP加固砂土的均匀性和力学表现是目前存在的重要问题，为优化MICP加固方法，改善加固后砂土的综合表现，开展MICP加固砂土方法对比试验研究。详细介绍了传统两相法、pH法及温控法MICP加固方案，利用传统两相法、pH法及温控法开展砂柱试样的MICP加固试验，从加固试样的碳酸钙分布均匀性、反应液中钙离子利用率及加固试样的无侧限抗压强度等3个方面对比分析3种MICP加固方法的综合表现。结果表明：在试验条件下，传统两相法在3方面均表现最差；pH法和温控法整体表现较好，其中温控法反应液利用率较高，在高加固程度时强度略高，综合表现最优。
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2023,45(6):158-164, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2023.056
在刚性挡土墙与填土之间设置柔性垫层能减小作用于挡土墙的土压力，但目前仍缺乏针对设置聚苯乙烯土工泡沫（EPS）柔性垫层的刚性挡土墙土压力计算方法。将EPS柔性垫层的压缩量视为墙后填土的位移量，考虑挡土墙后土拱效应，基于挡土墙土压力-位移的关系曲线，引入迭代法进行收敛计算，得到设置EPS柔性垫层的刚性挡土墙土压力计算方法。该计算方法的优势是可在EPS柔性垫层压缩量未知的情况下求解土压力，即可应用工程设计阶段。建立FLAC3D有限差分数值模型，对推导的理论解进行验证，并对EPS柔性垫层减载效果进行分析。结果表明：基于土压力-位移关系曲线并采用迭代法得出的墙后设置EPS柔性垫层的刚性挡土墙土压力理论解具有较好的合理性。在EPS柔性垫层弹性模量不变的情况下，EPS柔性垫层减小土压力的效果随着EPS柔性垫层厚度的增加而增强；在EPS柔性垫层厚度一定的情况下，随着EPS柔性垫层弹性模量的增加，其减小土压力的效果逐渐减弱。
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2023,45(6):165-172, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.251
土-膨润土屏障作为污染场地隔离保护的重要手段之一，现已在工程中广泛应用。在土-膨润土屏障中加入羟丙甲纤维素（HPMC），能有效弥补因在重金属污染环境中受侵蚀而导致防渗性能衰减的问题。通过自由膨胀试验、扫描电镜试验、渗透试验、一维压缩试验与直剪试验，研究铜离子对膨润土膨胀性能的破坏作用及HPMC的改良作用机理，并研究高铜离子浓度（50 mmol/L）环境下不同掺量的HPMC对屏障材料防渗性能的改良效果及其对力学性能的影响规律。结果表明：HPMC可减小铜污染膨润土的团聚，并保持膨润土的连续结构；随着HPMC掺量的增加，屏障材料受破坏程度变低，防渗性能更好，其渗透系数k <10-10 m/s；材料压缩性变大，但抗剪强度略有降低。
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2023,45(6):173-179, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.238
以预吸水低活性矿渣替代细集料作为内养护材料，研究低活性矿渣内养护砂浆自收缩与电阻率的变化规律，揭示两者的关系。结果表明：随着低活性矿渣掺量的增加，砂浆早期强度降低幅度大，随着龄期的延长，砂浆中后期强度降低幅度小于早期，建议低活性矿渣的合适掺量取为细集料质量的15%~25%；低活性矿渣内养护对砂浆电阻率发展影响明显，凝结硬化前，浆体电阻率随低活性矿渣掺量的增大而增大；凝结硬化后，浆体电阻率随低活性矿渣掺量的增大而减小；低活性矿渣内养护能有效抑制浆体各阶段的自收缩，尤其在快速收缩阶段和短暂膨胀阶段作用最为明显，同时，36 h龄期后电阻率与自收缩有很好的对应关系，可通过电阻率发展趋势预测自收缩的变化情况。
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2023,45(6):180-188, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.246
针对电解锰渣占用大量土地资源、易产生重金属污染等问题，使用电解锰渣基胶凝材料、原状电解锰渣、中粗砂等材料制备电解锰渣自胶结膏体充填材料用于矿山回填。测试充填材料水化浆体流动度、试件抗压强度和浸出毒性，以评价该材料的性能，并用X射线衍射、扫描电镜进行表征。结果表明：该充填材料浆体流动度达到200 mm，流动性能满足充填技术要求；充填材料固化体固化28 d后，抗压强度可达到1.5 MPa以上，达到矿采场充填体强度要求；充填材料浸出毒性明显降低，主要污染重金属Mn、Co被充分固化稳定，浸出毒性满足地下水标准。固化体XRD及SEM分析发现，该充填材料水化生成的水化硅酸钙、钙矾石等晶体是固化体强度稳定、重金属得以固化的主要原因。研究表明，该方法能有效固化/稳定化电解锰渣，降低环境污染风险。
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2023,45(6):189-197, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.082
城镇污水厂每天产生大量初沉污泥，初沉污泥成分复杂，无机质含量高，沉降性能不佳。等电点预处理能有效破坏初沉污泥的絮凝状态，游离亚硝酸通过有效破坏细菌结构促进有机物水解，经预处理后的污泥更有利于发酵回收利用和最终的处理处置。研究游离亚硝酸对初沉污泥作等电点预处理的效果，结果表明，在等电点条件下，初沉污泥沉降性能得到改善，CST从203.10 s降低至101.65 s，有机质在固相中得到最大程度保留，上清液中COD从1 246.59 mg/L降低至1 048.80 mg/L，同时，有效促进污泥中金属污染物溶出，减少了污泥外运处置可能导致的二次污染，但也促进了氮磷类污染物的溶出。投加300 mg/L NO2--N后进行预处理，初沉污泥SCOD溶出增大，但明显减少了氮磷类污染物的释放，预处理后NH4+-N仅为118.88 mg/L，PO43--P为6.91 mg/L。结果表明，NO2--N投加量为300 mg/L、预处理时长取1 h为最佳条件。
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2023,45(6):198-205, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.064
采用沸石-塑料混合填料为载体构建固定床生物膜反应器，周期性进水（厌氧）-排水（好氧）富集培养聚糖菌（GAOs），结合沸石颗粒吸附作用实现厌氧条件下COD和氨氮的去除。在进水COD和氨氮浓度分别为（508±19）mg/L和（40±3）mg/L、HRT为12 h（厌氧6 h、好氧6 h）的运行条件下，单级反应器COD、氨氮和总氮去除率分别为89.2%、57.5%、57.5%。双级反应器条件下，COD、氨氮和总氮的平均去除率分别为93.1%、84.9%、70.8%。缩短50% HRT（厌氧/缺氧3 h+好氧3 h）后，双级反应器总氮去除率提升到81.7%。16S rRNA高通量测序结果显示，聚糖菌Candidatus Competibacter的相对丰度在塑料填料表面上升了30.43倍（0.46%→14%），而在沸石颗粒表面上升了14.35倍（0.46%→6.60%），表明塑料填料表面更有利于聚糖菌的富集。
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2023,45(6):206-214, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.184
自来水原水中新兴污染物的存在对饮用水水质安全提出新的挑战。采用氯消毒对典型磺胺类抗生素磺胺二甲氧嗪（Sulfadimethoxine，SDM）进行降解研究，考察余氯初始浓度、pH值、氨氮（NH4-N）等因素对降解的影响，探究SDM氯氧化降解机理，评估其生态风险。结果表明：在SDM初始浓度为15 μmol/L、余氯初始浓度为60 μmol/L的条件下，120 s内SDM去除率达到95.9%，降解过程符合准二级反应动力学。反应速率常数随着余氯初始浓度增大而增大，随着NH4+-N浓度增大而减小，背景阴离子Cl-、NO3-、SO42-对反应影响甚微，HCO3-、CO32-对反应有抑制作用，中性条件下有利于SDM氯氧化反应。基于高分辨质谱HRMS Orbitrap解析出9种降解中间产物，降解过程中发生氯代反应、脱甲基反应和羟基加成反应等。在消毒过程中，SDM的完全去除并不意味着生态风险的有效削减，对饮用水水质安全构成潜在风险。
2023年第45卷第6期
防震减灾工程
土木工程
环境工程
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Quang-Hieu TRAN, Xuan-Nam BUI, Hoang NGUYEN
DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2022.023
在深部地下采矿中，岩爆因具有许多不利影响（如，对人员、设备、隧道/地下矿山工作面和开采周期等的影响）而被视为不确定性风险。由于其不确定性的特征，对岩爆趋势的准确预测和分类具有一定难度，且已有研究成果较少。提出一种基于基因表达编程（GEP）和粒子群优化（PSO）的鲁棒混合计算模型GEP-PSO，用于预测和分类深部开口的岩爆趋势，提高了预测和分类的准确性。在建立GEP-PSO模型过程中，评估了GEP模型中不同数量的基因（1~4）和连接功能（例如，加法、提取、乘法和除法）。收集了246次岩爆发生的地质和施工因素，用于建立岩爆分类的GEP-PSO模型；应用处理数据集缺失值的技术改进数据集的属性；用相关矩阵选取潜在输入参数的特征；建立了13个混合GEP-PSO模型，得到了各模型的精度。结果表明：在GEP结构中具有3个基因和乘法连接函数的GEP-PSO模型具有最高的准确度（80.49%）。将获得的最佳GEP-PSO模型的结果与基于相同数据集开发的各种已有模型进行比较，结果表明：选择的GEP-PSO模型结果优于已有模型，表明提出的GEP-PSO模型在岩爆等级的预测和分类方面的准确性显著提高，可以应用于深开挖工程中，以准确预测和评估岩爆敏感性。
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我国西北地区生态型土质覆盖层厚度设计简化方法
目前我国西北地区借鉴北美非湿润地区的方法，采用6个经验公式进行生态型土质覆盖层的厚度设计。但是该方法涉及的参数较多、计算过程繁琐，最重要的是忽略了我国西北地区季风气候与北美非湿润地区湿冷气候对覆盖层厚度的不同要求。为了解决上述问题，基于我国西北地区具有典型的雨-热-植生同期、植被非生长期降水量不超过全年总降水量20%的气候特征，并考虑黄土、粉土田间持水量与植被枯萎点之比K ≥ 1.44的持水特点，提出了适用于我国西北地区填埋场生态型土质覆盖层的厚度设计简化方法。利用Vadose/W数值程序分析了采用简化方法设计的单一黄土覆盖层和黄土-碎石毛细阻滞型覆盖层在最大降水量年的水力响应规律。结果表明：毛细阻滞效应阻碍了水分由黄土层向碎石层的大量运移，致使毛细阻滞型覆盖层的防渗表现优于单一型覆盖层。两种覆盖层的防渗表现均随黄土K值的增加而提高，当K ≥ 1.35时，两种覆盖层均可以满足当地的防渗要求，从而初步验证了本文提出的简化方法的可靠性。该简化方法的提出有助于生态型土质覆盖层在我国西北地区的科学设计以及应用推广。
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环向布筋下3D打印钢纤维混凝土圆弧拱结构承载性能试验与有限元分析
为增强3D打印混凝土圆弧拱结构的受力性能，本文采用掺入钢纤维和配置钢筋的方法，考察环向布筋对3D打印钢纤维混凝土拱结构力学性能的影响。通过不同钢纤维掺量下的力学性能试验确定合适的钢纤维掺量；在此基础上设计两组3D打印混凝土圆弧拱结构，通过在拱顶施加均布荷载，测得拱结构荷载-位移曲线、应变随荷载的变化、开裂荷载与极限荷载等，分析其变形和破坏规律；考虑对称与不对称加载、截面配筋位置对拱结构的影响，开展有限元计算，进一步研究其承载性能。结果表明：（1）当钢纤维掺量在0-3%范围内变化时，3D打印混凝土X、Y、Z三个方向的抗压强度均先增加后降低，2%钢纤维掺量对应的X、Y、Z三个方向的抗压强度均最高；（2）两组拱结构加载破坏过程基本一致，而环向布筋下的拱结构极限承载力相比素混凝土拱结构提高约37.5%；（3）采用的有限元建模方法较为准确，模拟结果与试验结果误差不超过4%，加载方式、截面布筋位置对拱结构的极限承载力有一定影响。
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大足石刻北山佛湾诃利帝母造像风化机理研究
大足石刻北山佛湾诃利帝母龛造像具有极高的文化、历史、艺术价值，但其风化严重，造像的长久保存面临着严峻的挑战。为研究诃利帝母造像风化机理，本文对造像病害进行了细致的调查，在诃利帝母造像岩体表层收集风化尘土样品进行X射线衍射(XRD)和离子色谱 (IC) 等分析，测试了其矿物组成和可溶盐的含量，并通过气象和空气质量综合监测站对造像区域的空气温度、相对湿度、降雨量等气象参数和二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)等大气污染物浓度进行长期监测。病害调查结果显示尘土及粉化剥落是造像石质和彩绘最主要危害。XRD分析表明，造像矿物成分以石英、斜长石、石膏为主，风化程度较大，石膏等成分在化学风化作用下易受各种酸的作用而分解。IC分析表明，硫酸根离子(SO42-)、硝酸根离子(NO3-)和氯离子(Cl-)含量较高，其酸性腐蚀和盐析作用加速造像矿物风化解体。环境监测结果表明，区域处于70％～80％高湿范围内，空气温度受季节影响波动较大，夏季最高温度超40℃。温暖潮湿环境容易诱发石质文物风化，当温度波动伴随着湿度变化时，更会增加风化的风险。造像区域大气污染较严重，大气颗粒物是最主要的污染因子，颗粒物中的化学物质与SO2、NO2等酸性气态污染物会催化岩石表面矿物质的侵蚀。本文解析了石质文物风化的影响因素和潜在机理，其结果可为湿热地区石质文物预防性保护提供重要参考依据。
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硫酸亚铁协同胶凝材料固化填埋场市政污泥的试验研究
郭晓静, 黄志亮, 陈辉, 何肖, 蒲诃夫, 袁满, 曹剑峰
为解决填埋场扩容扩建工程中所面临的污泥坑内市政污泥含水率高、强度低的问题，本文提出了硫酸亚铁协同胶凝材料(石灰、粉煤灰和水泥)原位固化填埋污泥的方法，并利用响应面法对该协同固化方法进行掺量优化。研究结果表明，硫酸亚铁与胶凝材料均能降低固化污泥的含水率，其中石灰、水泥的降低效果更加显著；固化污泥的无侧限抗压强度(UCS)随硫酸亚铁、水泥掺量的增加而增大，随石灰掺量先增大后减小，但基本不随粉煤灰掺量发生变化；由响应面法得出的二次多项式模型能较准确地预测出固化污泥的含水率和UCS，经验证其预测值与试验值之间的相对误差小于20%；在本文设置的约束条件下，推荐的优化方案R7(硫酸亚铁= 8%，石灰= 6%，粉煤灰= 10%，水泥= 11%)中固化污泥的含水率由360.3%降低至131.5%、UCS由0增大到317.0 kPa，满足填埋处置规定以及机械进场要求。
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基于模糊层次综合分析的残损状态纯木结构安全评估
现存古建筑大多带伤服役，体内残损状态复杂多样，同时后世对古建筑所进行的加固维修与原有残损对结构本体的安全性能影响截然相反。为实现对古建筑的预防性保护，需要量化古建筑纯木结构中的残损状态及修缮措施对其安全状态的影响。本文基于山西万荣飞云楼各构件残损状态普查统计数据，结合现有规范及工程经验对构件残损状态等级详细划分，建立四级模糊层次分析模型，确定结构体中承重构件及构件残损类型的权重值及判断矩阵，通过模糊层次分析方法对飞云楼进行安全状态评估。结果表明建立的模糊层次安全评价模型可以反映残损状态及修缮措施对飞云楼安全状态的影响，有效将结构评价与构件评价联系起来，并且验证了修缮措施能有效增强古建筑结构本体的安全性及稳定性，该模型及方法可以应用到多层古建木结构的安全等级评价中。
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TRC复合嵌入式预应力CFRP筋加固RC梁抗弯性能研究
为研究TRC复合嵌入式预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的受弯性能，对1根普通钢筋混凝土梁和5根TRC复合嵌入式预应力CFRP筋加固梁进行了四点弯曲加载，分析了开槽尺寸和CFRP筋直径对复合加固梁承载力、破坏形态和裂缝分布等受弯性能的影响。试验结果表明：复合加固梁各阶段荷载均较未加固梁提升明显。加固梁极限荷载随开槽尺寸增加提升较小，随CFRP筋直径增加提升较大；复合加固梁抗弯刚度明显高于未加固梁；开槽尺寸和CFRP筋直径的增加与梁刚度的增加不成正比；复合加固梁裂缝呈现细而密的分布特点，裂缝数量明显多于普通钢筋混凝土梁并随开槽尺寸增加有所增多，但受CFRP筋直径影响较小；未加固梁的延性明显高于加固梁，随着CFRP筋直径的增大，复合加固梁延性下降，开槽尺寸的增大对梁延性的提升效果不明显；基于文献中提出的单一加固钢筋混凝土梁的开裂荷载计算模型，提出了复合加固梁的开裂荷载计算公式，计算值与试验值误差在6.5%以内，该开裂荷载计算公式的适用性较好。
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超高性能混凝土劈拉损伤破坏的声光联合表征
为研究UHPC(Ultra-High Performance Concrete)的劈拉破坏特征，采取3种不同的加载速率（0.1 mm/s、0.01 mm/s、0.001 mm/s）进行劈拉加载。在加载过程中，采用数字图像相关（Digital Image Correlation，DIC）方法进行非接触式观测裂缝演化，同时结合声发射（Acoustic emission，AE）技术对UHPC的破坏全过程进行动态监测，并基于DIC应变云图、AE参量分析试件的破坏特征。结果表明，由于有钢纤维的掺入，改善了混凝土的脆性，UHPC峰后荷载-位移曲线下降得更平缓，不会出现急剧下降的情况。加载速率越高，UHPC测出劈拉强度越高，符合混凝土速率效应规律，加载速率由0.001 mm/s提升到0.01 mm/s和由0.01 mm/s提升到0.1 mm/s，劈拉峰值荷载分别提高27.9%，28.5%。采用数字图像相关法进行UHPC劈拉试验的变形测量，可获得连续的变形数据，能完整地捕捉裂缝的开展过程，证明DIC能很好地反映试件表面裂缝开展演化过程。基于RA-AF的断裂模式分析可以快捷、有效判混凝土中的裂缝开展类型。根据分析结果，UHPC劈拉试验的裂缝类型绝大多数为拉伸裂缝，同时随着加载速率的提高，拉伸裂缝占总裂缝的比例提高。
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基于AK-FORM方法和降维方法的高效时变可靠度方法
PHI2方法是进行结构时变可靠度分析的常用方法，而跨越率的求解是该方法的关键，为达到足够精度往往需要计算大量时刻处的跨越率。然而，对于具有复杂极限状态面的实际问题，计算每个时刻的跨越率可能是非常耗时的。为进一步提高PHI2方法的效率，本文拟引入三种策略改进跨越率的计算效率：首先，采用无Cholesky分解策略以减少随机变量数目，同时给出与之对应的相关系数计算方法；其次，引入基于主动学习Kriging模型的改进一次可靠度(AK-FORM)方法以高效计算各时刻的可靠指标；最后，利用降维方法将二维积分转化为一维积分以改善计算性能。将上述三种改进策略与PHI2方法相结合，即形成了基于AK-FORM方法和降维方法的高效时变可靠度分析方法，即K-PHI2方法。与此同时，仅将无Cholesky分解策略与PHI2方法结合形成了PHI2-方法。数值算例和工程算例的计算结果表明：本文提出的PHI2-、K-PHI2方法与PHI2方法一样具有高准确性，在精度上均优于PHI2+方法(一种基于PHI2的改进方法)；相较于PHI2、PHI2+方法，PHI2-方法在效率上有了一定提升，而K-PHI2方法在此基础上进一步极大地提高了时变可靠度分析效率。
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EICP改良膨胀土的物理力学性质试验研究
为了探究脲酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)技术改良弱膨胀土物理力学特性，试验利用大豆脲酶，开展了EICP技术处理弱膨胀土的膨胀特性和力学特性试验。通过EICP多因素配比正交试验研究了脲酶浓度、初始Ca2+浓度、酶胶比、尿钙比、养护时间对膨胀土碳酸钙生成率、自由膨胀率的影响及其变化规律，并确定了EICP反应液最佳配比。在此基础上，采用不同掺量EICP反应液改良膨胀土，通过无荷载膨胀率试验、无侧限抗压强度试验以及三轴压缩试验测试改良效果。结果表明:EICP反应液掺量为20%时抑制膨胀土膨胀性效果最好，且此时土体力学强度和碳酸钙生成率最高。大豆脲酶诱导产生的沉淀物为方解石型碳酸钙，附着在土颗粒表面，既填充了土颗粒孔隙，也胶结了土体骨架颗粒，阻碍土体与水分接触，提高土体密实性和黏结强度，最终改善了膨胀土膨胀性和力学性能。
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大厚度人工填土地基桩基水平承载特性研究
在大厚度人工填土地基上开展水平受荷单桩的现场试验,实测得到地面荷载-位移关系、转角和弯矩,揭示了水平荷载作用下桩-土相互作用规律。并探究了地基土水平抗力系数的比例系数m随荷载与位移的变化规律。结果表明:桩基水平临界荷载值为480kN,且达到临界后,桩基的水平位移和转角均发生了突变；桩基的弯矩图呈现“两头小,中间大”的分布模式,弯矩沿深度影响范围约为10m,水平抗力系数的比例系数随荷载和位移的增大呈幂级数减小。通过试验数据对m法计算结果进行验证与改进,对比发现m法计算最大位移与实测结果接近；计算弯矩当荷载超过临界荷载相差较大,通过修正系数函对弯矩计算结果进行修正,修正后的弯矩与实测值更加吻合。
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钙源对微生物胶结砂土材料均匀性的影响
通过微生物诱导碳酸钙技术(MICP)可以改善砂土材料的力学性质,但微生物胶结砂土材料的均匀性问题是目前存在的重要问题,且严重影响了MICP技术的工程应用。本文进行小尺寸试样(直径3cm、高度11cm)和细长砂柱试样(直径5cm、高度100cm)的MICP一批次灌浆试验和溶液环境试验,探究不同钙源(氯化钙、乙酸钙)对MICP矿化反应过程和微生物胶结砂土材料均匀性的影响。微生物胶结砂土材料中胶结长度、碳酸钙含量分布和单轴抗压强度变化的试验结果表明,相较于氯化钙作为钙源,乙酸钙作为钙源可以提高微生物胶结路径长度,提高碳酸钙沿灌浆方向上的均匀性,且减少微生物胶结砂土材料各区域的强度差异。结合溶液试验中铵根离子额钙离子浓度结果可知,乙酸钙作为钙源可减缓MICP矿化反应过程,提高未分解尿素和游离钙离子的传输距离,进而有利于微生物胶结砂土材料的均匀性。
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GCL搭接对复合垂直防渗墙防渗性能的影响研究
GCL复合垂直防渗墙是由水泥膨润土泥浆墙和膨润土防水毯(Geosynthetic clay liners，GCL)组成的一种新型竖向防渗阻污墙，其中双幅GCL搭接所产生的绕渗，对此类防渗墙防渗阻污性能的下降具有潜在的影响，目前研究中尚缺乏对该类影响的分析。本文通过建立含GCL搭接区的复合垂直防渗墙的二维污染物运移模型，并基于数值计算方法综合考虑了GCL搭接宽度B2、搭接区渗透系数kp、水泥膨润土墙厚度Lw和渗透系数kw对搭接区内污染物分布规律及临界搭接宽度的影响。计算结果表明:GCL搭接宽度影响复合垂直防渗墙内污染物浓度的分布规律，增加B2且未达到临界宽度(污染物同时击穿搭接区和无搭接区GCL层)，导致GCL复合垂直防渗墙击穿时间延长；GCL搭接区入口边界污染物浓度总体高于出口边界处，且kp和Lw越小，或kw越大，搭接区横向入口和出口边界处浓度差别越明显；减小kp或kw，导致GCL临界搭接宽度明显减小，但复合垂直防渗墙最终击穿时间趋于与无搭接单层GCL层击穿时间相同；水泥膨润土墙厚度Lw越大，临界搭接宽度则越小，且Lw由0.4 m增加1倍至0.8 m时，防渗墙被击穿时间延长约2.5倍。
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大直径桥梁能量桩传热特性现场试验和数值模拟研究
本文针对大直径桥梁能量桩的传热特性，通过开展现场试验测试了大直径桥梁能量桩的热交换率和桩土温度场的分布。同时建立大直径桥梁能量桩三维数值模型，通过将现场实测数据与数值模拟结果对比，验证了建立模型的合理性。基于验证的模型开展了参数敏感性分析，探究了桥墩与周围空气的对流换热对大直径能量桩传热特性的影响机制。研究表明，大直径桥梁能量桩的热交换率可达-222.28 W/m，约为常规能量桩的1.5~3.9倍，但较大的直径也导致了横截面上桩体温度的不均匀分布，换热管附近的桩体温度明显升高，比中轴线位置处的桩体温度高约3 ℃；当气温较低时，桥墩与周围空气的对流换热会造成桥墩温度的下降，这会提高桥梁能量桩夏季工况中的热交换率；当桥墩表面由自然对流（空气流速0 m/s）变为强制对流（空气流速5 m/s）时，桥梁能量桩的热交换率提高约22 W/m。
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高海拔地区长横担输电塔-线体系覆冰风致动力响应分析
付建明, 张丽娟, 马一丹, 齐永杰, 刘士远, 孟祥瑞, 刘玉萍, 田利
输电线路易受大风、覆冰等多种灾害的影响而发生破坏,严重威胁我国能源安全。目前对于输电线路风灾、冰灾的研究多集中于低海拔地区,然而众多西电东送输电线路跨越广袤的高原地区,其中长横担输电塔占有较大比重,为了保障高海拔地区输电线路安全运行,本文依托某±800 kV 特高压直流输电工程,建立了长横担输电塔-线体系精细化模型,基于高海拔地区覆冰条件,分别建立了输电塔和输电线的覆冰工况。同时,考虑高海拔地区空气密度、地形地貌等环境因素的影响,对比分析了高、低海拔地区的风荷载特征。最后,基于高海拔地区覆冰工况和风荷载特点,开展了长横担输电塔-线体系的风振响应分析。结果表明,高海拔地区风剖面较为平缓,长横担输电塔-线体系横担处位移响应大于塔顶的位移响应,冰风荷载作用下结构最大位移响应均出现在横担端部中点处。
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带肋超高性能混凝土与普通混凝土界面剪切性能研究
为研究超高性能混凝土(UHPC)与普通混凝土(NC)的界面剪切性能,设计并制作了13个UHPC-NC直剪试件,通过推出试验,讨论了UHPC肋条宽度、高度以及间距对界面破坏模式和抗剪承载力的影响。此外,基于ABAQUS建立了UHPC-NC试件的有限元模型,并进行了参数分析。结果表明：带肋UHPC-NC界面的破坏模式主要包括：完全界面破坏及UHPC肋条剪断；肋条外界面破坏及UHPC肋条间嵌入的NC部分破坏；肋条外界面破坏及UHPC肋条间嵌入的NC完全破坏。肋条宽度为10 mm的试件破坏模式主要为第一种,肋条宽度为15 mm和20 mm的试件对应后两种破坏模式。此外,整体来看,随着肋条宽度和间距的增加,界面的抗剪承载力和滑移也逐渐增加,表现出更好的延性；当肋条宽度为20 mm时,增加肋条高度有利于提高界面承载能力,但随着肋条高度的增加,其承载力提升效果显著降低。
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Investigating the Formation Mechanisms and Stability of a Massive Highway Landslide
Aamir Asghar, 苏立君, 赵波, Faheemullah, Abrar Niaz
Considering the landslide hazards along challenging roads, additional research is needed to understand advanced strategies and gain clarity. Therefore, multidisciplinary advanced methodologies were needed to assess the formation mechanisms and stability of complex landslides on the Muzaffarabad-Mansehra highway in Northern Pakistan. The main objectives were to investigate slope failures, identify the triggering mechanism of layered rocks, image subsurface geometrical configurations, and assess slope stability factors using field operations, remote-sensing tools, geomorphological mapping, geophysical imaging, and kinematics analysis. The findings indicate that the foliated Hazara Formation, being dragged, buckled, and overhung, is particularly susceptible to the geo-environmental conditions that triggered the landslide. Geophysical surveys revealed multiple layers of varying depth and thickness, highlighting the complexity of the landslide. Low resistivity zones indicated the presence of unconsolidated, water-saturated materials and highly sheared substances (0.325-1350 Ωm), whereas high resistivity zones were associated with overburden, including alluvium, boulders, and dry slate fragments (1510-26092 ?m). Seismic refraction tomography indicated low P-wave velocities (400-1800 m/s) within highly saturated overburden, reworked blocks, and surficial weathering. The subsurface layers are interspersed with fragmented pieces of high-density rock and massive boulders, displaying P-wave velocities within the 3000-5000 m/s range. Both tomographic methods revealed a fracture zone extending 30 m deep, posing a significant risk of catastrophic occurrences. The sliding surface was found to be 25-30 meters deep at the crown and 45 meters deep in the main body. Kinematic analysis identified wedge failure as the primary failure mode along highway cuts. The findings of this study demonstrate the significance of employing integrated strategies in comprehending the underlying mechanics of landslide hazards within the context of highway engineering endeavors. Furthermore, these integrated procedures are highly advantageous in efficiently eliminating the associated risks posed by such hazards.
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不同含水状态下微生物珊瑚砂桩单桩复合地基模型试验研究
微生物珊瑚砂桩复合地基是利用MICP技术固化珊瑚砂成桩与珊瑚砂组成复合地基，具有就地取材、对原状砂土扰动小及对岛礁生态环境影响小等优势，在岛礁工程建设中具有良好的应用前景。通过不同工况下的微生物珊瑚砂桩单桩复合地基模型试验，研究了地基相对密实度（50%、65%、72%）、面积置换率（8%、14%、20%）、含水状态（干燥和饱和）和水位升降对复合地基承载特性的影响规律。试验结果表明：干燥状态下复合地基的承载力及桩侧摩阻力随地基相对密实度和面积置换率增大而增大；复合地基的桩身轴力和桩土应力比随地基相对密实度增大而减小，随面积置换率增大而增大；提高地基相对密实度和面积置换率可有效提高复合地基承载力。饱和状态下复合地基的承载力约为干燥状态的49 %-66%；饱和状态相对于干燥状态桩身最大轴力和桩侧摩阻力减小，桩土应力比增大。两次水位升降对微生物珊瑚砂桩单桩复合地基的承载特性影响较小。研究成果为微生物珊瑚砂桩复合地基工程应用提供参考。
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正常交通下大跨斜拉桥主梁刚度评定的虚拟静载试验方法
为探究虚拟静载试验方法评定大跨径斜拉桥主梁刚度的可行性,以某一斜拉桥为研究对象,对其进行静载试验和环境激励下的模态测试试验。设计主跨跨中截面中载和偏载试验,测量静载试验下各个测点的静力挠度；通过环境激励采集主梁的振动信息,识别模态参数,基于kriging插值方法对斜拉桥的实测振型进行模态扩展,预测斜拉桥主梁跨中截面在静载试验荷载作用下的模态挠度,与实测静载挠度对比；设计满足加载效率的虚拟静载试验方案,计算虚拟静载下的挠度校验系数,评估斜拉桥主梁刚度。结果表明：环境激励下的模态测试可以准确识别桥梁的模态参数信息；利用kriging插值方法扩展的前四阶振型预测桥梁的模态挠度,与实测静载挠度的相对误差小于10%,满足工程精度的要求,说明模态挠度应用于大跨径斜拉桥的工程准确性；虚拟静载试验方法与静载试验所得挠度校验系数相比,相差较小,评定结果均小于1.0,表明该斜拉桥主梁承载状况良好,充分说明了虚拟静载试验方法在正常交通下评定大跨斜拉桥主梁刚度具有较好的可行性与有效性。
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淋滤作用下固化石油污染土的力学性能及污染物迁移演变历程
理清环境效应下固化石油污染土力学性能及污染物迁移扩散演变历程是推进污染土工程再利用的关键前提。选择石灰和粉煤灰为固化材料，结合淋滤试验和COMSOL Multiphysics软件，通过滤后界面含油量分布评价淋滤环境下固化作用对石油迁移的控制性，以土体界面强度和变形的演变为指标评价淋滤环境下固化污染土的力学稳定性。研究结果表明：石灰粉煤灰固化可解决污染土在淋滤作用下存在的污染物迁移扩散甚至大量迁出问题，实现对土中石油污染物迁移的良好控制。淋滤作用下固化污染土的界面含油量始终接近于初始设定状态，迁移率仅为1.35%～2.76%；淋滤作用下固化污染土的力学参数变化幅度与围压及污染物浓度正相关，但都仅在初始受力的10 s内存在波动随后强度值稳定在5.77×104~6.07×104 N/m2，位移最大波动值为1.73×10-3~6.46×10-2 mm。固化污染土的力学稳定性良好，安全系数（Fs）达10以上。石灰粉煤灰固化石油污染土可同时兼顾环境和工程需求，具有工程再利用潜力。
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小曲率半径盾构隧道施工阶段管片水平轴线偏移预测模型研究
为探明小曲率半径盾构隧道施工引起管片水平轴线偏移规律，预防管片错台破损等不良现象发生，本文基于修正的纵向等效连续化模型，并通过构建小曲率半径条件下温克尔地基梁挠曲微分方程，建立了小曲率半径盾构施工阶段管片水平轴线偏移预测模型，并依托南昌市城市轨道交通3号线盾构隧道工程验证了预测模型的工程适用性。结果表明：本文模型的预测结果与现场监测结果拟合良好，满足工程经验允许的误差限值要求，且相关规律基本保持一致，可有效解决小曲率半径条件下盾构隧道施工过程中管片水平轴线偏移量的计算问题，为类似隧道工程的顺利建设提供了有效的理论指导与参考。
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人工智能在工业园区废水处理中的应用研究现状及展望
工业园区废水处理体系是减少废水污染物和提高园区水环境质量的重要步骤。自然条件波动、废水进水冲击、污染物成分多样性和废水处理技术的复杂性导致工业园区废水处理系统的不确定性和复杂性。这些不确定性导致工业园区出水水质和运行成本的波动，以及后续受纳水体的环境生态风险。近年来，人工智能技术已成为减少废水处理复杂性和风险性的有力工具。本论文通过对人工智能技术在废水处理中的应用进行大规模的文献计量分析，系统地回顾了人工智能技术在工业园区废水处理中的监控、污染物去除、节能、管理和废水回用等五个方面的应用，并对典型人工智能技术的适宜的应用场景、预测精度和应用局限性进行了总结。最后，我们展望了在废水处理厂中利用人工智能技术的新研究前沿的潜在未来方向，同时提出了人工智能在解决复杂实际应用中的污染物去除、成本降低、废水重复利用和管理等方面的挑战。本研究有望为人工智能应用于工业园区废水处理的潜在机遇和挑战提供宝贵的见解。
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丙二酸-抗坏血酸协同浸出废旧三元电池有价金属研究
李涌, 周鸿波, 赵建树, 臧曦, 马科壹, 张佳峰, 何頔
近年来，对锂离子电池（LIB）的需求急剧增长，但正极中的诸多基本组成元素，如锂、钴、镍价格昂贵且对外进口依赖严重。目前，大多数湿法冶金浸出方法都是基于使用“无/有机酸+H2O2”体系，但存在环境污染、安全隐患和效率问题。因此，本研究提出了一种新的环保、安全、高效的浸出工艺，以丙二酸和抗坏血酸为浸出剂和还原剂。在最佳条件：丙二酸浓度为0.4 mol/L、抗坏血酸浓度为0.2 mol/L、固液比为30 g/L、浸出温度50 ℃，浸出时间50 min；锂、镍、钴、锰的浸出率均大于95%。动力学拟合验证结果表明浸出过程符合“缩芯模型”且表观活化能低于以往“有机酸+ H2O2”的值；故抗坏血酸的加入能够有效促进丙二酸浸出正极材料中的有价金属，提高浸出效率；红外光谱、XRD结果表明浸出过程中丙二酸与过渡金属的配位形式为C3H2O4M（M为过渡金属Ni、Co、Mn）。
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MICP修复重金属污染溶液及矿化垃圾土试验研究
我国不少垃圾填埋场经过“超长服役”,产生了许多新的环境问题。重金属含量较高的垃圾渗滤液易对填埋场周边水体造成污染,填埋场开采扩容产生的矿化垃圾土也具有Cd、Pb、Zn和Cr(Ⅲ)等重金属超标现象,在资源化利用过程中容易造成二次污染,因此垃圾填埋场重金属污染问题亟待解决。近年来,MICP技术固定重金属的能力被广泛探究,其中巴氏芽孢杆菌因环境适应性强,脲酶表达量高而备受关注。但相关研究中的修复对象主要为污染溶液和普通污染土壤,其与垃圾渗滤液以及矿化垃圾土在污染成因和化学成分等方面明显不同。鉴于此,本研究开展巴氏芽孢杆菌修复重金属污染溶液和污染矿化垃圾土试验,探究巴氏芽孢杆菌生物修复重金属的可行性,分析生物修复前后矿化垃圾土中重金属形态变化以及修复机理。结果显示,巴氏芽孢杆菌对溶液中Cd、Pb、Zn和Cr(Ⅲ)去除率可分别达到95%、84%、5%和98%,对矿化垃圾土中可交换态Cd、Pb、和Zn去除率亦可分别达到74%、84%、62%,可交换态Cr(Ⅲ)修复处理前含量几乎为0；经生物修复,矿化垃圾土中可交换态和碳酸盐结合态重金属含量降低,铁锰氧化物结合态和残渣态重金属含量增加；同时,矿化垃圾土中含Fe成分和MICP过程产生的碳酸钙沉淀共同促进重金属向更稳定形态转化。
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增强再生骨料固载混菌对混凝土裂缝自修复性能影响试验研究
微生物诱导沉积碳酸钙沉淀可实现混凝土裂缝的自修复,微生物载体可以有效提高混凝土基体内部微生物存活率从而改善混凝土的自修复效果,然而目前的载体存在力学性能差、与水泥基材料兼容性差以及费用高等问题。本文提出一种基于增强再生骨料固载混菌的裂缝自修复混凝土,通过再生骨料增强时间对混凝土抗压强度和自修复性能的影响研究确定再生骨料合理矿化增强时间,并揭示了再生骨料矿化增强和混凝土裂缝自修复机理。试验结果表明:再生骨料合理增强时间为7d,矿化增强后再生骨料的吸水率和压碎指标降低幅度分别为20.5%和9.5%；混凝土抗压强度提高幅度为8.6%；经56d的修复养护后,基于增强再生骨料固载微生物的混凝土裂缝平均修复宽度和完全闭合率分别达到了0.44mm和73%；再生骨料表面沉淀物呈规则方块状、晶体类型为方解石,裂缝部位沉淀物呈规则的方块状和针簇状,晶体类型为方解石和文石。
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加载介质对HDPE土工膜鼓胀变形力学性质的影响
为查明加载介质是否对土工膜鼓胀变形力学性质产生影响,选择0.2mm、0.3mm、0.6mm三种厚度的HDPE土工膜为研究对象,分别以气体和液体作为加载介质,进行环形约束下的球形鼓胀变形试验,得出结论:(1)加载介质对土工膜胀破时的胀破压力和鼓胀高度影响较大,液胀下的胀破压力比气胀平均高出约34%、最高为50%,液胀破坏时鼓胀高度比气胀平均高出约22%、最高为30%；随着膜厚度的增加,液、气胀下胀破压力之差缓慢减小,鼓胀高度之差亦缓慢减小。(2)加载介质影响土工膜鼓胀变形发生发展的过程,气、液胀下土工膜鼓胀变形表现为不同的弹性、屈服、强化和破坏变形阶段；弹性阶段,二者变形相似,但液胀下张应力弹性极限相对较高；屈服阶段,气胀下变形持续时间相对较长,且屈服滑移较为显著；强化阶段,二者相似,但液胀下张应力强度极限相对较高；破坏阶段,气胀下迅速胀破,而液胀下则在冠顶产生较大的局部变形,表现为发生较大的变形量；随着膜厚度增加,液、气胀鼓胀变形中,相同应变下的张应力差值呈现降低的趋势。(3)加载介质影响土工膜胀破时的破坏形态,气胀时土工膜为线状破坏面,并随着膜厚增加破坏长度减小；液胀时土工膜均为带状破坏面。(4)加载介质对土工膜球形鼓胀变形力学性质和破坏特征的影响,主要与介质的压缩特性、传力特性、粘滞性,以及不同介质所形成的膜下压力荷载分布和高分子链段的重新取向、重结晶有关。研究成果可供确定土工膜鼓胀破坏强度参考借鉴。
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GFRP带肋筋粘结性能试验研究与简化本构模型
为研究GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)带肋筋与混凝土之间的粘结性能并改进已有本构模型的实用性，制作了14组试件进行梁端式试验，探讨混凝土强度、保护层厚度、配置箍筋以及GFRP带肋筋之间相互作用对粘结性能的影响。试验采用位移控制加载方式，对加载力、自由端滑移值和加载端滑移值进行了测试记录，观察了粘结界面的破坏情况，并基于试验结果提出了简化粘结-滑移本构模型的方法。试验结果表明：梁端式试验主要发生拔出破坏和劈裂破坏；粘结-滑移曲线的滑移值与肋间距有关，波峰间距基本与肋间距一致；混凝土强度和配置箍筋会影响粘结界面的破坏模式和损坏程度，进而影响粘结滑移性能；保护层厚度增加对粘结滑移性能的有利影响在一定范围内有效；二次拉拔试验结果表明试件中GFRP带肋筋的粘结性能存在相互影响。简化后粘结-滑移本构模型在能够较好地拟合试验数据的基础上进一步增强了实用性。
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MICP加固花岗岩残积土渗透性研究
MICP技术经试验验证可以显著降低固化土壤的渗透系数，然而缺少关于MICP固化土壤渗透系数的理论计算。本文基于理论推导和试验验证的方法，研究MICP加固花岗岩残积土的渗透特性。通过酶促反应动力学方程，假设MICP的反应速率线性衰减，推导得到MICP拌合加固土体CaCO3生成量表达式；更进一步的，基于MICP技术原理，通过CaCO3生成量和菌液的体积计算得到CaCO3晶体的粒径和个数，计算加固试样的孔隙比、迂曲度和颗粒比表面积，代入修正的Kozeny-Carman方程，得到MICP加固花岗岩残积土渗透系数的理论表达式。结果表明： 所提出的CaCO3含量表达式能良好地预测MICP拌合加固花岗岩残积土的CaCO3含量，CaCO3的产量早期增加快，后期增加变缓慢并逐渐趋于稳定；胶结液浓度在0.5~1.25 kmol/m3范围内时，浓度越高，生成的CaCO3越多；推导的MICP固化花岗岩残积土渗透系数表达式与试验结果拟合良好，渗透系数早期降低快，后期降低变缓慢并逐渐趋于平稳；胶结液浓度为0.50 kmol/m3、0.75 kmol/m3、1.00 kmol/m3和1.25 kmol/m3的试样渗透系数最终分别降低了35%、40%、45%和55%。最后通过算例进一步说明采用本方法预测MICP固化花岗岩残积土的渗透系数具有较好的适用性，为设计计算提供参考。
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水-温循环条件下千枚岩动态拉伸特性研究
为研究水温耦合作用下,千枚岩的动态拉伸特性变化规律,对三组试样分别进行0、1、3、5、7、8、11次温度循环自然降温、温度循环冷水降温、干湿循环之后,采用霍普金森杆试验装置对千枚岩试样开展动态巴西劈裂试验,从动态拉伸应变曲线、动态峰值抗拉强度、动态弹性模量、能量分析、宏观破坏5角度,研究了水、温劣化条件下千枚岩的动态拉伸特性。研究发现:千枚岩应力应变曲线包括极速弹性变形阶段、屈服变形阶段、破坏变形阶段；随着水温循环次数的增加,千枚岩应力应变曲线极速弹性变形阶段逐渐减小,屈服变形阶段的应变增长率不断增大；千枚岩动态峰值抗拉强度呈负指数函数分布规律,耗散能比不断减小；水温耦合条件下,千枚岩峰值抗拉强度、耗散能比普遍小于温度循环自然降温时；动态冲击下,千枚岩发生贯穿层理的张拉破坏,主要破碎为2块。随着水温循环次数的增加,千枚岩主碎块发生沿层理面的张拉与穿层理面的剪切复合破坏,千枚岩碎块平均尺寸不断减小。温度循环冷水降温条件下,千枚岩碎块平均尺寸更小,且降幅最为显著。
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螺牙高度对螺纹桩竖向承载特性影响研究
为探明竖向荷载的作用下螺牙高度对螺纹桩承载特性及桩周土体的影响,本文通过室内半面模型桩试验,结合数字图像相关技术(DIC),研究了不同的螺牙高度、不同荷载条件对桩身承载性能、桩周土体破坏特征、桩周土体位移场的影响。采用Abaqus数值模拟方法对模型试验的结果加以验证,并扩展了螺牙高度的取值范围,分析了螺纹桩桩身极限承载力与材料利用率、桩周土体应力场分布随螺牙高度变化的规律。结果表明:增加螺牙高度可提升桩身承载力,增大桩周土体位移影响范围,延缓桩侧土体剪切破坏的发展；随着桩身沉降量增加,桩顶荷载由桩侧阻力承受为主,逐渐演变为由桩端阻力承受为主；螺牙高度的增加虽然能够提升桩身极限承载力,但桩身材料利用率存在峰值。
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生物酶辅助氧化镁碳化过程砂土加固试验研究
基于微生物或酶诱导碳酸盐沉积（即MICP和EICP）过程的固土技术，具备固化强度高、环境友好等特点，但是目前也存在处理效率低、耗时长等局限。为克服这些局限，本文将研究另一种新型高效的生物固土技术，即基于植物脲酶辅助氧化镁碳化（酶辅助碳化）过程的固土法，探索其处理方法、效果和作用机理，并与单纯的氧化镁碳化、EICP和水泥等方法进行比较。结果表明，采用酶辅助碳化加固法时，一遍处理强度可达0.92 MPa，且试样的强度显著高于单纯氧化镁处理（0.30 MPa）、EICP处理（0.28 MPa）和水泥处理（0.69 MPa）。酶辅助碳化加固法处理试样的制备方式对强度影响较大。相比于注入法，采用拌合法处理的试样强度高了3倍。此外，添加少量脱脂奶粉后，酶辅助碳化加固法处理试样的强度进一步提升了约70 %，达到了1.30 MPa。通过微观结构和矿物成分分析发现，酶辅助碳化处理后，固化物填满了砂颗粒之间的孔隙，将砂颗粒结合在一起，形成稳定网格空间结构，且相比于不添加脲酶的试样，其中的水合碳酸镁混合物含量较高，中间产物水镁石含量较低。
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Mn/GAC-臭氧微纳米气泡催化氧化染料废水影响因素研究
臭氧催化氧化工艺结合微纳米气泡作为一种新的途径处理染料废水，解决了染料废水中难生物降解的有机污染物和降低染料废水的色度问题，具有较好的应用前景。以模拟阳离子染料废水为研究对象，采用硝酸锰/活性炭(Mn/GAC)作为催化剂，使用臭氧催化氧化工艺结合微纳米气泡曝气技术处理阳离子染料废水。以色度去除率作为考察指标，在确定阳离子染料废水的初始浓度和臭氧浓度的基础上，对催化剂使用量、废水的初始pH和废水的初始温度三个因素进行正交实验，考查其对阳离子金黄X-GL染料废水处理效果的影响。实验结果表明：采用微纳米气泡臭氧催化氧化对去除阳离子金黄X-GL染料废水色度能达到较好的效果。当催化剂的投加量为3.5 g/L，初始pH值为9.4，初始温度为23.6℃，在此最佳组合条件下进行验证实验，实验结果表明最佳色度去除率为95.6%。说明该工艺处理染料废水达到了预期效果，具有一定的指导意义。
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UV/Fe(Ⅲ)工艺对络合态重金属的去除效果及机理分析
UV/Fe(III)工艺是一种处理络合态重金属的新型组合工艺，该工艺先通过Fe(III)的置换作用释放游离重金属离子，然后通过UV辐照对有机配体进行降解，最后通过碱性沉淀去除络合态重金属。在本研究中，以Cu(Ⅱ)-EDTA、Ni(Ⅱ)-EDTA为目标污染物，采用UV/Fe(III)工艺对其进行去除，通过去除效果对比和机理分析，对组合工艺去除效果差异的内部机理进行阐述，并提出相应的优化方案。研究结果表明，UV/Fe(Ⅲ)工艺对Cu(Ⅱ)-EDTA、Ni(Ⅱ)-EDTA的去除效果存在较大差异，对两种络合态重金属中Cu、Ni的去除率分别为70%和41%。通过高效液相色谱(HPLC)、分光光度法、苯甲酸(BA)探针实验，确定Cu(Ⅱ)-EDTA、Ni(Ⅱ)-EDTA的去除效果差异的主要原因是Fe(Ⅲ)对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的置换效果有明显差异，置换率分别是85%、22%。对Ni(Ⅱ)-EDTA置换过程分别进行Fe(Ⅲ)投加量和反应温度优化，结果表明反应温度优化可以显著提升Fe(Ⅲ)对Ni(Ⅱ)-EDTA的置换效率。将反应温度提升至35℃，Ni去除率从41%提升至60%。反应温度在UV/Fe(Ⅲ)工艺中对Ni(Ⅱ)-EDTA的去除至关重要，适当升温有助于提高置换率进而提升去除率。
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海洋微生物电解细胞生物传感器在阳极正电位下的增强性能及其生物膜特性
用海洋沉积物接种两个相同的基于微生物电解池（MEC）的生物传感器，并在两个不同的阳极电位下操作，即相对于Ag/AgCl为-300 mV和+250 mV。在正阳极电位条件下操作的MEC生物传感器被发现在阳极上具有电化学活性的微生物群落，例如Shewanellaceae、Pseudoalteromonadaceae和Clostridiaceae家族的成员。然而，脱硫单胞菌科、脱硫杆菌科和脱硫杆菌科的成员仅在负阳极电位MEC生物传感器中被发现，它们是严格厌氧的。与从负阳极电位MEC生物传感器获得的生物传感器相比，正极电位MEC传感器显示出几个优点，包括更快的启动、显著更高的最大电流产生、将可同化有机碳（例如乙酸盐）的检测极限提高了5倍，以及对低溶解氧的耐受性。
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钢桁腹-混凝土组合箱梁外接式节点疲劳性能试验研究
为探究钢桁腹-混凝土组合外接式节点的疲劳性能并验证该新型结构应用于高速铁路桥梁的可靠性，设计制作了两个缩尺比为1:3的节点模型并开展了疲劳试验，研究了组合外接式节点疲劳破坏模式、荷载-位移关系和荷载-应变曲线，考察了不同应力幅作用下外接式节点疲劳受力特征。试验结果表明：在设计应力幅作用下，组合外接式节点疲劳寿命超过251万次，节点未破坏且刚度未减小，抗疲劳性能满足要求；在1.4倍设计应力幅作用下，节点实测疲劳寿命为140万次；外接式节点的疲劳破坏模式为受拉侧外露节点板的开裂，组合外接式节点疲劳性能的控制构造细节是外露节点板与加劲板之间的焊缝连接细节；疲劳裂纹引起节点板的应力重分布，裂纹上下节点板的应变最多减小了81%，裂纹附近节点板应变最多增大了33%；根据一点法所得S-N曲线，组合外接式节点对应于设计应力幅53.2 MPa作用下的疲劳寿命为436万次，是设计寿命的2.18倍。
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轨道交通结构建模验证与弹簧隔振器损伤参数分析
城市轨道交通结构中,一般采用浮置板下设弹簧隔振器来减小振动传递和保证行车平稳和安全性。由于列车荷载的长期反复作用,弹簧隔振器在疲劳作用下会出现刚度减小、损伤和吊空现象,作为隐蔽部件其损伤很难被巡检发现。应用ABAQUS有限元软件建立车辆-轨道耦合模型,选取深圳地铁某区段浮置板实测振动数据对模型进行验证。采用均匀设计法对弹簧隔振器发生不同损伤数量、损伤程度和损伤位置工况进行参数试验设计,通过模型模拟计算得到各损伤参数对浮置板振动响应的量化影响程度。计算结果表明:对浮置板加速度和位移影响最大的是弹簧隔振器的损伤位置,影响权重分别为50%和49.3%；其次是损伤数量,影响权重分别为28.4%和27.9%；最后是损伤程度,影响权重分别为21.6%和22.8%。研究成果可对城市轨道交通结构隔振器设计与列车运行安全监控提供参考。
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三轴应力条件下温度循环变化对大足石刻砂岩力学特性的影响
石窟寺岩体长期受冷热交替作用的影响，其力学特性随之发生变化，这会对石窟寺的保护利用工作造成影响，本文以重庆大足石刻石窟砂岩为研究对象，通过三轴压缩试验，对大足石刻砂岩的力学特性展开试验研究。试验过程设计不同冷热循环次数、不同高温和低温持续时间、不同冷却方式等多种试验工况，以分析不同温度变化对大足石刻砂岩的峰值应力和应变、弹性模量、内摩擦角、黏聚力和破坏形态的影响。研究结果表明：(1) 经过冷热循环后，砂岩的力学性能发生劣化，强度、弹性模量、黏聚力和内摩擦角有不同程度的减小。(2) 冷热循环作用后，砂岩的峰值应变增加。(3) 三轴压缩的破坏形式以单剪切面的剪切破坏为主，经过冷热循环后，破坏变复杂，出现“Y”型共轭剪切破坏。(4) 围压可以改善力学性能，增加岩样强度和弹性模量。
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基于声发射的致密砂岩细观破裂模拟研究
为了揭示三轴压缩下砂岩的细观破裂规律，本文以砂岩室内三轴压缩试验为基础，结合非均质晶质模型（Grain-Based model, GBM）和矩张量理论模拟砂岩内部裂纹衍生、声发射事件及破裂强度发展特征，推导出砂岩内微裂纹衍生过程、声发射响应特征规律，从细观尺度上综合分析裂纹以及声发射事件的时空演化过程。研究结果表明：在三轴压缩下砂岩的起裂阶段内，微裂纹在试样内部随机分布，位移场呈水平层状分布。随着载荷增加，微裂纹增多并逐渐贯通成两条宏观裂纹，位移场偏移且非均质性明显；裂纹在孕育期发展缓慢，当达到发展期时，裂纹以极高的非线性速率增长，裂纹发展顺序为晶间拉伸裂纹、晶间剪切裂纹、晶内拉伸裂纹、晶内剪切裂纹；试样内部拉伸裂纹占比高达83.2%，以拉伸破坏为主；试样声发射事件数与裂纹条数呈负指数关系，单次声发射事件产生一条微裂纹次数占比为75.60%，声发射事件数、微裂纹数与破裂强度近似呈正态分布。
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风电机组混凝土-钢混合塔筒技术现状与发展趋势
为开发利用低风速、高切变地区的风资源，需增加风电机组的轮毂高度，目前工程应用的高塔架方案主要有三种，分别是全钢塔筒、全混凝土塔筒（全混塔筒）以及混凝土-钢混合塔筒（钢混塔筒）。本文首先对比了三种塔筒的技术特点，结果表明采用钢混塔筒兼具全钢塔筒与全混塔筒的优点，并克服其缺点，是应对高塔架挑战的优选方案。然后，本文围绕塔筒形式（倒角正方形、圆锥形、倒角三角形、腰形、正多边形以及“自升式”），综述了钢混塔筒技术的发展历程和研究现状，并将国内钢混塔筒技术发展归结为三个发展阶段与三个技术流派。再后，本文介绍了国内外钢混塔筒的行业标准，并概述了现有提升钢混塔筒性能、优化成本、缩短施工周期及健康监测的关键技术研究。最后，本文总结了钢混塔筒技术研究中存在的问题与挑战，包括：结构统型、采用子模型分析技术、可靠性研究、老旧钢混塔筒的升级改造及超高钢混塔筒研究，对新产品的开发提供借鉴与参考。钢混塔筒具有稳定性高、使用寿命长、建造成本低等特点，可满足大型风电机组的发展要求。
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多孔介质中角膜-液桥流对毛管压力曲线的影响
毛管压力曲线是模拟岩土非饱和渗流或多相渗流过程的重要本构关系. 在排水过程中,当湿润相饱和度趋近于残余饱和度时,多孔介质中将形成角膜和液桥流动现象. 这种角膜-液桥流对排水条件下毛管压力曲线的影响机制,目前还缺乏深入研究. 本文搭建微流控可视化实验平台, 在6组不同孔隙结构和粗糙度的微流体中开展了准静态排水实验, 实现了多孔介质中角膜-液桥流的细观观测,量化了这一现象对毛管压力曲线的影响. 实验结果表明：角膜-液桥流主要出现在饱和度较低的情况, 将导致湿润相的残余饱和度降低0.21~0.32. 角膜-液桥流的出现与孔隙介质的湿润性密切相关, 粗糙的固相表面会降低湿润相的接触角, 使角膜-液桥流更容易出现. 角膜-液桥的影响与液桥的数量正相关. 随着孔隙率和非均质性的减小, 角膜-液桥流的影响将更显著. 本文研究揭示了多孔介质中角膜-液桥流对毛管压力曲线的影响,对于低饱和度条件下多孔介质毛管压力曲线的理解与表征具有重要的科学意义.
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燃煤渣基地聚物的制备及热活化效果的研究
针对燃煤渣的低活性、难处理等问题，以低碳环保的理念为核心对燃煤渣基地聚物的制备工艺和煅烧效果进行了研究。通过单因素试验探讨了煅烧温度、激发剂掺量和液固比等对地聚物抗压强度的影响，并得出了燃煤渣基地聚物的最佳配合比。利用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电镜（SEM）等手段研究了地聚物的水化产物和微观形貌，揭示了煅烧过程和地聚合反应前后的矿物相变化，阐明了强度增强机理。结果表明：本研究设计的以氧化钙为主、十二水磷酸三钠（TSPH）为辅的联合激发方式成功制备出28 d抗压强度达到34.5 MPa的地聚物。氧化钙提供的碱性环境、成核位点和TSPH提供的磷酸根都有助于促进燃煤渣中活性组分溶解和复杂凝胶相形成，这是地聚物抗压强度的重要来源。此外，在低于1000℃的高温煅烧条件下，燃煤渣不具备像煤矸石、粉煤灰等固废的热活化性，高温煅烧反而会降低燃煤渣的化学反应活性。
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软土区堆载对桥梁桩基偏位影响及其纠偏措施研究
软土区过大堆载将造成邻近桥梁桩基产生明显偏位，对桥梁安全服役极为不利。结合某堆载致软土区桥墩偏移工程案例，考虑软土侧向变形时效性特征，开发软土固结-蠕变模型材料子程序，建立堆载-桥墩结构有限元模型，研究堆载作用下软土区桥墩-承台-桩基结构的时效性偏移特性，揭示桥墩-承台-桩基结构横向偏移机理，并针对现场条件提出有效合理纠偏措施。结果表明：随着堆载时间的延长，桩身响应沿深度分布发生显著变化，同时堆载引发的软土时效性横向变形致使作用于桩侧的横向附加压力逐渐增大，但其沿深度的分布范围基本不变，并且主要分布在软弱土层深度范围内；基于桩身截面承载极限弯矩的评估，所研究桥墩各桩基仍处于安全状态，但应注意承台与桩基连接处以及软弱层与硬土层界面处的弯矩；提出的卸载+高压旋喷桩加固纠偏措施可以达到预期纠偏效果。研究成果可为有关被动桩基的长期变形预测及类似堆载致桥墩偏移事故的整治工作提供参考。
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杉木根径及含量和分布类型对根土复合体饱和渗透系数的影响研究
植物根系对土体的水力特性具有重要的影响，但关于乔木根系对土体饱和渗透系数的定量研究缺乏。本文通过自制渗透实验箱采用定水头实验方法针对重塑根土复合体开展了不同根径（1~3mm，3~5mm，5~8mm）及含量（根体积含量：0.4%~2.4%）和根的分布类型（水平和竖直）对其饱和渗透系数影响的定量研究。实验结果表明，相同根径条件下根土复合体饱和渗透系数与根体积含量存在线性正相关关系，但随着根径的增加，该线性关系斜率不断降低。对实验结果的统计分析揭示了根表面积含量是影响根土复合体饱和渗透系数的主要因素，并构建了不同分布类型（水平和竖直）下的根的表面积含量与其饱和渗透系数之间的线性定量关系；根竖直向分布的根土复合体饱和渗透系数随根表面积含量的变化率是水平分布的1.8倍左右以上研究成果可在原位实验受限的情况下用于计算根土复合体的饱和渗透系数，为降雨条件下覆被斜坡稳定性分析提供支撑。
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超大城市洪涝灾害成因综合解析——以重庆市为例
近年来，极端天气事件呈现趋多趋强态势，变化环境下洪涝灾害频发给社会经济发展带来了严峻的挑战。重庆是我国西部超大城市和成渝城市群“双核”之一，主城区地貌以山地、丘陵为主，受到上游江河来水和三峡库区回水的双重影响，洪涝灾害风险突出。本文以重庆市历年洪涝灾害事件为基础，梳理了重庆市防涝减灾现状，分析了水文、地理、地形、城市化、气象等因素对重庆市洪涝灾害发生频率和强度的影响，结合这些洪涝灾害致灾因子，进一步对重庆市的孕灾环境和承灾体进行了分析。最后提出了针对重庆中心城区洪涝治理的对策建议。分析发现，重庆市洪涝灾害受多种因素综合影响，特殊的地理位置和山地城市的地形条件决定了重庆防洪治涝的艰巨性；重庆市河流纵横，山高谷深，完全具备发生洪涝灾害的孕灾条件；现今应充分考虑气象水文和经济社会发展新情况，根据三峡水库等建成后的洪涝灾害特征和城区防洪防涝能力现状，及时优化城市洪涝灾害防御体系。
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预应力RC-UHPC组合箱梁受弯性能研究
为探索吊装重量轻、施工便捷、耐久性强的新型组合箱梁，设计制作了以超高性能混凝土（UHPC）为腹板和底板，以普通混凝土（RC）为顶板的新型预应力RC-UHPC组合箱梁。开展受弯试验和有限元参数分析，探究试件的损伤机理和破坏模式。结果表明：试件破坏模式为适筋破坏，表现为受拉纵筋屈服及部分预应力筋断裂后，纯弯段RC顶板被压碎；UHPC抗拉强度、预应力筋配筋率对抗弯承载力影响较大；试件腹板纵向应变在高度方向上基本符合平截面假定。结合理论分析，提出抗弯承载力计算公式，利用所提出公式对试验构件及有限元分析模型的抗弯承载力进行计算，公式计算值与试验值、有限元计算值之比分别为1.014、0.960，具有较高的计算精度。相关研究可为预应力RC-UHPC组合箱梁在实际工程的推广及规范的制定提供理论依据。
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基于相场法的裂隙岩体水-力耦合变形破坏机理数值模拟研究
探究水-力耦合作用下裂隙岩体的力学响应和破坏机制，对解决水-力耦合工况下岩体工程安全与稳定问题具有重要意义。基于Biot多孔介质理论及弹性理论，发展了一种水-力耦合相场数值模拟方法，提出交错时间积分方案来获得流体压力和固体变形的稳定解，其中所得到的控制方程式采用全饱和多孔介质弹性理论的体积应变分离和偏应变分离。通过模拟水力压裂与天然裂隙相互作用等数值算例验证了所提出的数值模型的有效性和正确性。此外，为探究实际工程开挖过程中的卸载破坏机理，结合钻孔注液试验数值实例，建立了一个裂隙岩体水-力耦合卸载破坏模型，模拟水-力耦合条件下，裂隙岩体卸荷破坏全过程。研究结果表明：水-力耦合卸载破坏过程中混合拉-剪裂纹的扩展和连接主导了最终破坏模式。初始围压、初始卸荷应力状态对剪切裂纹的发育具有促进作用，水压则反之。
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内养护作用下混凝土耐久性研究进展
混凝土具有优良的力学性能和耐久性能，常规养护方法难以解决其早龄期自收缩和开裂问题。内养护技术可以有效改善混凝土内部湿度场，缓解混凝土收缩开裂，提高其耐久性。本文阐述了混凝土内养护机理，分析了内养护作用对混凝土耐久性的影响。预湿轻骨料或超强吸水聚合物掺入混凝土中，可以在骨料周围湿度降低时释放出水分，填充混凝土中非饱和孔隙，增加孔隙溶液的弯月面半径，达到内养护的目的；内养护作用会促进骨料周围水泥水化，提高骨料-浆体界面过渡区的密实度；缓解混凝土因自干燥产生的裂缝，提高混凝土抗裂性能；阻断侵蚀介质的传输路径，改善混凝土的渗透性和抗离子、气体等介质的侵蚀能力；内养护材料释水后会在混凝土中留下大量孔隙，这些孔隙可以释放混凝土孔隙溶液结冰产生的膨胀压力，提高混凝土的抗冻性；轻骨料的孔隙为膨胀凝胶的沉积提供了空间，从而降低碱-骨料反应的发生。文章总结了混凝土内养护技术的优势并展望了未来的应用前景，可为该技术的后续研究和工程应用提供参考。
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预切缝辅助TBM滚刀破岩贯入荷载演化规律研究
基于TBM滚刀贯入室内模型试验,研究了三种不同破岩模式(完整岩样破岩、同轨迹破岩和异轨迹破岩)在不同围压条件下高强度花岗岩样贯入荷载演化特征,重点揭示贯入荷载-贯入度特征曲线、峰值荷载、最大跌落幅值变化规律,获取不同破岩模式在不同围压条件下TBM滚刀受力特性。结果表明：(1)高围压组贯入荷载-贯入度特征曲线较低围压先跌落,跌落幅度较小,但其对应贯入荷载并非峰值荷载,而低围压组初次跌落荷载为峰值荷载,且跌落幅值较大；(2)在中高围压10-15 MPa时,峰值荷载及贯入荷载最大跌落幅值均最小,表明此围压范围较利于TBM的掘进；(3)低围压条件下选用异轨迹破岩模式较同轨迹破岩模式能更有效降低TBM滚刀贯入荷载；但是同轨迹破岩模式的岩样发生楔裂破坏,其最大跌落幅值最小,更能减少刀具所受冲击荷载,减少刀具磨损。
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隧道下穿引起管线非线性变形简化计算方法
城市地铁和地下通道修建过程中不可避免的下穿既有市政管线，引起管道变形，威胁管线安全。现有隧道下穿引起管线变形的预测理论多是采用的Winkler模型和Pasternak模型等弹性地基模型，缺少考虑土体-管道的非线性作用的理论。为此进一步考虑土体的非线性变形，提出了一种预测隧道下穿引起管线纵向非线性变形的简化计算方法。首先引入一种非线性地基模型，将既有刚性接头的市政管道视为非线性地基上的连续梁模型。其次，通过Peck经验公式和和考虑先建隧道影响的修正Peck公式，分别计算单线和双线隧道下穿引起管道轴线处的地层位移。然后假定管道与土体变形协调，建立隧道下穿引起管道变形的微分控制方程，接着通过有限差分法和牛顿迭代法得到管道的变形解答。最后，通过与已有离心机试验和两个工程案例的监测结果对比，验证了所提方法的合理性和适用性。结果表明：所提方法在砂土地层和黏土地层中均能较好的预测隧道下穿引起的既有市政管线的纵向变形；考虑平行双线隧道先后施工的影响后，可以较好的预测双线隧道穿越引起的管道变形；与Winkler地基、Pasternak地基和Kerr地基等地基模型相比，所提方法计算结果与实测结果趋势更为接近。研究成果提供了一种新的隧道下穿引起市政管线变形响应的预测方法，可为市政管道的安全评估与变形预测提供一定的理论支撑。
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预制孔洞凝灰岩破坏声发射响应特性及预警研究
对不同岩桥长度的双圆孔洞凝灰岩进行单轴压缩试验及声发射测试，获取岩石变形破坏过程的声发射参数，研究岩桥长度对声发射响应特征的影响，并基于声发射特征参数分析预警前兆信息。结果表明：声发射参数随时间呈阶段性变化特征，岩石失稳破坏前有明显异常响应特征；AE能量随岩桥长度增大由群震型向孤震型转变，AE振铃计数经历了平静期、活跃期和突增区，AE RA/AF值对局部细小裂纹扩展较敏感，AE b值随时间经历了上升期、波动期及下降期，总体呈减小趋势；声发射各参数均存在岩石破坏前兆，将AE累计能量、AE累计振铃计数、AE累计RA/AF值突增点和AE b值的最低点作为“临界破坏前兆点”D，预警时效序列为：AE累计RA/AF值＞AE累计振铃计数＞AE累计能量＞AE b值。
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预应力RC-UHPC组合箱梁正截面抗裂性能研究
提出以抗拉强度高、耐腐蚀的超高性能混凝土（UHPC）为腹板和底板，以钢筋混凝土（RC）为顶板的预应力RC-UHPC组合箱梁，并制作了1根试件。开展抗弯试验，分析试件的裂缝开展规律与破坏模式；采用有限元软件对试验进行模拟，通过将有限元计算结果与试验数据进行对比，验证了有限元方法的计算精度，在此基础上建立了19个有限元分析模型，分析不同参数对开裂弯矩的影响；采用相关规范及既有文献资料，对预应力RC-UHPC组合箱梁的开裂弯矩与裂缝宽度进行计算。结果表明：试件加载至约33.3 %极限荷载时出现第一条裂缝，之后荷载-挠度曲线逐渐趋于平缓；开裂弯矩受预应力筋张拉系数、预应力筋配筋率、UHPC抗拉强度影响较大；采用基于换算截面的开裂弯矩计算方法与DBJ 43/T 325-2017中的裂缝宽度计算方法，分别计算预应力RC-UHPC组合箱梁的开裂弯矩及裂缝宽度，计算值与试验值、有限元计算值吻合较好。
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三星堆祭祀区地表干缩开裂病害程度与土的性质关联性研究
干缩开裂为潮湿环境考古遗址典型病害,为探究三星堆祭祀区地表干缩开裂病害程度与土的性质关联性,通过土的性质分析和病害量化表征评估,采用灰色关联度法分析了土的性质6项相关指标与裂隙发育程度和裂隙破坏程度两方面的关联度,探论了各项指标对病害程度的影响大小和作用,及通过土的性质干预实现病害防控的可行性。结果表明,土的性质相关指标与病害程度关联度大小排序依次为：黏粒含量＞黏土矿物含量＞塑性指数＞初始干密度＞初始含水率、有机质含量。黏粒含量、黏土矿物含量和塑性指数为影响病害发育的控制性指标,此类指标越大,病害程度越严重。初始干密度、初始含水率、有机质含量为影响病害发育的参考性指标,初始干密度越小,裂隙破坏程度相对严重。通过土的性质干预仅能一定程度控制病害发育,例如提高初始干密度改变裂隙形态。
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大足石刻石篆山危岩体稳定性评价及加固方案设计
石窟寺及石刻类文化遗产由于长期在自然营力的作用下，极易受构造应力、裂隙扩张、雨水侵蚀等因素影响，产生严重的岩体失稳现象。以大足石刻石篆山摩崖造像为例，通过对石窟区的工程地质条件及区域岩石的宏观力学特性进行综合性分析，在此基础上分别对两处倾倒式（R1）和滑移式（R2）破坏模式下的危岩体进行量化评价，计算结果表明在考虑地震因素影响作用下，R1、R2危岩体的稳定性安全系数分别为1.39和1.20。鉴于石窟区文物保存现状和游客参观服务的特殊性，采取“锚杆加固+条石砌筑+裂隙灌浆+做旧处理”综合性加固措施，及时消除了石篆山摩崖造像重大险情，确保游客和文物安全。进一步通过位移和应力监测数据，发现加固后R1和R2危岩体的变形量控制在3 mm和6 mm范围内，验证了加固方案的有效性，为石窟区危岩体病害防治与加固提供一定理论依据。
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双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起地表沉降预测模型研究
为探究双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降规律，需建立相关理论预测模型。考虑地层土体损失率和收敛模式的影响，以圆形隧道为例，通过引入等效土体损失参数以求得隧道收敛后的实际埋深，改进经典二维Peck模型。基于此，综合考虑隧道轴心连线与水平面夹角α、双线隧道半径(r1,r2)和隧道轴心间距D等3种主要影响因素，建立双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起地表沉降预测模型，通过实际工程的现场监测结果和数值模拟结果验证预测模型的工程适用性，并对双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起地表沉降的主要影响因素进行分析。结果表明：本文预测模型可用于解决双线平行盾构隧道任意布置方式下施工引起的地表沉降问题，且满足20％的工程精度要求；地表沉降曲线从“V”型至“W”型间变化的临界参数值[α,r2/r1,D/H']为[60°,2.0,1.0]，可据此初步判断地表沉降曲线形状并检验地表沉降计算结果的合理性，为类似隧道工程建设中的地表沉降变形预测及控制提供了可靠指导。
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氯离子环境中预应力锚杆腐蚀的分子动力学模拟
为了从微观层面揭示锚杆在复杂环境中的腐蚀破坏机理,将分子动力学方法引入到锚杆的腐蚀研究中,借助Materials studio软件建立分子动力学模型,引入到Lammps软件中进行分子动力学模拟,模拟研究了预应力锚杆在氯离子环境中的腐蚀特性,探究了氯离子溶液与锚杆表面间的微观作用规律。结果表明：在预应力和氯离子的耦合作用下,铁基体将吸收更多氧原子,促进氧原子与铁之间的结合,加速锚杆的氧化腐蚀钝化；预应力的施加削弱了锚杆内部原子的束缚,使得铁原子的运动趋势增大,更容易与其它原子相结合；氯离子会增大铁原子与氧原子的作用强度,促进铁与氧的结合,且氯离子会随着预应力的增大逐渐活跃；随着预应力增大,溶液中的氧原子由于更容易与铁发生反应形成稳定化学键,其运动特性逐渐减弱。氧化反应结束后铁基体表面会形成一层氧化膜,在氯化物溶液环境中,氧化层厚度明显增加,且预应力越大,氧化层越厚。
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再生混凝土骨料与土工格栅的界面剪切特性研究
随着经济持续发展和城市规模不断扩大，推行建筑垃圾的资源化利用和再生利用势在必行，再生混凝土骨料作为建筑垃圾筛分后的破碎物，有着广阔的应用前景。本文以4种不同粒径范围的再生混凝土骨料为研究对象，通过室内大型直剪试验研究了再生混凝土骨料与双向聚丙烯土工格栅的界面剪切特性。试验结果表明，孔径比越小，剪切界面的峰值剪应力以及残余剪应力越大，且峰值剪应力出现的位置越滞后；随着孔径比的减小，峰值似黏聚力和残余似黏聚力逐渐增大，峰值内摩擦角和残余内摩擦角也逐渐增大；加入土工格栅可以有效地减少在界面发生的剪胀现象；引入卡尔哈韦本构方程，通过线性拟合和对数拟合推导出剪切刚度的表达式，得到应力状态 (σn,τ)下对应的剪切刚度。本文揭示了再生混凝土骨料与双向聚丙烯土工格栅界面剪切的剪切机理，剪切刚度的确定在工程实践中对于评估变形机制和稳定性具有重要意义。
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风电机组岩石锚杆式加固基础受力性能现场监测研究
魏焕卫, 雷树立, 宋志鑫, 陈朝伟, 惠俊梅, 宋鹏, 郑晓
针对风机运行期间所受荷载的复杂性，依托威海某风电机组基础加固项目，提出一种系统监测方法，结合现场环境评估加固基础的性能提升效果。从施工阶段到运行阶段，采集加固基础的塔筒应变、焊钉应变以及锚索轴力等，研究风机加固基础在不同工况下的受力响应及相关性分析，探讨基础加固后的性能提升效果及荷载传递机理。研究结果表明：加固区中各构件受力响应具有趋势相似性与幅值差异性，受力改善效果明显且均具有较大的安全度；该加固方法利用外包混凝土和焊接焊钉改变了结构受力边界，增加底层塔筒的约束刚度，使上部传递荷载重新分配，分担传递剪力，保证塔筒与混凝土共同变形。基于此加固方案下提出的系统监测评估方法，可以有效、及时地掌握加固系统各构件的受力状态，保证后续风电机组运行安全；该加固方案改善了基础、岩石锚杆和法兰的受力状态，基础整体受力性能得到保证，为后续风电机组基础优化工程提供了一定的参考。
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植物-电动耦合修复重金属污染土的效能及其强化机制
重金属污染土壤的净化效果直接影响修复后土体的再利用。以Cd、Cu、Ni、Zn、Pb污染土壤为研究对象，采用改进环绕式电极布置，以植物-电动耦合修复下土壤的净化度及土壤性质为重点，理清关键因素，揭示耦合强化修复机制。结果表明：植物-电动耦合修复下不同重金属的去除率均较单一修复有所提高，重金属赋存形态及植物对重金属的响应是影响修复效果的关键因素。改进环绕式电场的施加可积极调动更大范围土壤中的重金属向植物根系迁移聚集，解决了植物修复中重金属可及性和生物活性低的问题；同时，植物修复的协助有利于改善电动修复对土壤性质的不利影响，解决了聚焦效应和高能耗问题。植物-电动耦合修复联合了重金属的空间分布改善、重金属生物利用度提升、植物生长代谢强化及土壤微生物生命活动调节等作用机制，有效提高了重金属污染土壤的净化度，且修复后土体可维持稳定的pH（6.27~7.91）、电导率（108~159 μs/cm）及低能耗（13.76~18.81 kWh/m3），符合生态、经济及“双碳”发展三重需求，有助于推进污染土壤的可持续利用。
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紫外线消毒系统中超声波抑垢的机制及参数优化研究
紫外消毒技术因具有无须投加化学药剂、消毒广谱性、不产生消毒副产物等优势越来越受重视，但石英套管结垢引起的消毒效果难以保障成为限制紫外消毒技术发展的瓶颈。本研究在污水厂紫外线消毒渠中搭建中试实验装置，利用超声波抑制石英套管结垢，研究结果表明超声波可通过延长结垢诱导期来抑制垢的生成；以相对紫外线强度为考察对象，通过单因素实验确定超声波功率、清洗周期、超声时间合适的范围分别在500-1000W、0.5~1.0d、20~40min；对于使用时间为0年、0.5年、1年、3年和5年的石英套管，超声波均有很好的抑垢效果。为了进一步优化参数，采用 Box-Behnken设计法和响应面分析方法对主要因素加以优化，得到了响应面回归模型以及最优解。结果表明，超声波技术抑垢清垢的优化工艺参数为超声波功率P=965.057W，清洗周期T=0.540d，超声时间t=34.263min，预测相对紫外线强度最大值为1.011。通过统计学检验，模型具有良好的拟合性，在优化工艺条件下得到的相对紫外线强度预测值与试验值接近，误差为0.89%。
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基于挣得碳值的施工现场碳排追踪模型
土木工程施工过程中温室气体排放集中且强度大，亟需监测和控制其环境绩效。然而当前施工碳排放评估多在施工前或竣工后开展，很少关注施工过程中环境绩效监测问题。论文基于施工定额理论、信息物理系统技术与挣值管理逻辑开发了一个被称为挣得碳值管理（Earned carbon value management, ECVM）的绩效评估模型，用于评估项目施工过程中的碳排放绩效，提升施工场地碳排放管理的精度和效率。该模型将施工碳排放与工程完成量、资源消耗量相挂钩，提出了三个关键参数和四个关键指标。上海市某建筑主体工程项目的实证分析表明，ECVM能够在施工过程中分析施工进度与碳排放之间的关系，并根据碳排放绩效指标分析偏差产生原因提出针对性的纠偏措施。本文中介绍的模型具有通用性，可以用于任何施工项目的碳排放管理。
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桥梁拉索动力响应监测数据质量评价分析
桥梁拉索动力响应监测数据中存在大量的低质量数据，现有的监测数据检测研究集中于时域波形异常的明显异常数据，然而监测数据中还存在时域波形正常，但频域特征混乱的数据，这类数据无法准确地获取桥梁拉索动力特性。针对该问题，将现有的异常数据检测拓展为数据质量评价，同时对明显异常数据和频域混乱数据进行检测。采用卷积神经网络(CNN)和数据频域特征建立了桥梁拉索动力响应监测数据质量评价方法，实施流程包括：采用快速傅立叶变换(FFT)将时域数据序列转化为功率谱密度函数(PSDF)，利用格拉姆角场(GAF)方法对PSDF序列进行可视化，进而搭建CNN模型对监测数据质量进行自动化评价。以某斜拉桥的拉索加速度监测数据为例开展了应用研究，研究结果表明，与时域序列检测方法相比，PSDF序列检测方法能够更好地区分正常与频域混乱数据，具有更高的评价准确率；利用两个传感器监测数据建立的CNN模型对所有26个传感器监测数据质量评价准确率均在94%以上；此外，该方法建立的评价模型应用到另一座类似桥梁的监测数据质量评价中，准确率也达到了95%。
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机制砂掺量对自密实轻骨料混凝土梁受弯性能的影响
为探究机制砂掺量对自密实轻骨料混凝土梁受弯性能的影响，设计制作了5根机制砂掺量为0%，30%，60%，80%，100%的自密实轻骨料混凝土梁进行四点弯曲试验。研究不同机制砂掺量的自密实轻骨料混凝土梁在荷载作用下的挠度曲线、跨中挠度和裂缝分布形态，探究机制砂掺量对其开裂弯矩和受弯承载力的影响规律。结果表明：各试验梁截面平均应变符合平截面假定，荷载—挠度曲线基本相似。随着机制砂掺量的增加，自密实轻骨料混凝土梁产生次裂缝更多、裂缝分布更加均匀，在屈服前的同级荷载作用下，最大裂缝宽度减小；而跨中挠度和极限承载力在机制砂掺量为80%时达到最大，相较于自密实轻骨料混凝土梁分别提高了16.13%和6.62%。采用轻骨料混凝土挠度计算公式，各试验梁挠度计算值与试验值有所差异。试验梁开裂弯矩采用规范公式计算，计算值与试验值差异较大。通过试验结果分析和受弯承载力计算，得出自密实轻骨料混凝土机制砂最优掺量为60%~80%。
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基于多弹簧模型的浮搁柱脚节点建模方法研究
浮搁是传统木结构中柱脚的典型构造形式,在水平荷载作用下木柱易出现摇摆现象。木柱的摇摆行为表明浮搁柱脚节点具有半刚性特征,对木结构抵抗侧向荷载和维持整体稳定性具有重要作用。本文提出了一种摇摆木柱柱脚节点的建模方法,通过在柱脚布置一排轴向弹簧以模拟柱底-础石接触界面的受力状态。基于OpenSees平台建立对应数值模型,通过与精细化有限元模型及大量相关文献中实验数据进行对比,验证该建模方法的有效性。同时对影响该建模方法的部分因素进行分析,包括柱脚弹簧接触刚度、分布模式、弹簧数量及材料本构。研究结果表明,该建模方法对接触刚度相对不敏感,建议木柱有效受压深度为木柱半径以确定各弹簧单元接触刚度；三种分布模式均适用于该建模方法,弹簧单元的数量应不少于10个；对于高轴压比木柱,在建模过程中应采用考虑弹簧单元进入塑性的ElasticPP材料本构。
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钢主梁桥基于支座强迫位移法合龙控制理论依据研究
支座强迫位移法是一种在钢主梁桥合龙施工中常用的控制方法，但目前对于支座强迫位移法施工控制过程的理论研究基本处于空白。本文基于欧拉梁挠曲微分方程，采用积分法求解了支座施加强迫位移合龙和一次成桥两种状况的三跨连续梁挠曲闭合解，两种状况下所得的梁挠曲函数完全一致，证明了在弹性状态下基于强迫位移法合龙的梁式结构可实现理想一次成桥效果。最后，结合某三跨连续钢桁梁桥合龙工程实例，验证了强迫位移法在实桥合龙线形控制中的效果。该理论证明可为支座强迫位移法的工程应用和推广提供理论依据和技术参考。
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基于电化学反应的软土电渗界面电阻试验研究
针对电渗加固软土地基能耗高,黏土-电极界面电势损失大的问题,从电化学反应角度出发,研究电极反应对界面电阻的影响。利用自行研制的一维电渗固结装置,开展电极材料和通电模式两大关键因素的室内试验研究,探究黏土-电极界面电阻变化趋势,并利用电化学界面电阻模型阐述其机理。试验结果表明：电极反应改变界面电化学特性,影响界面电阻进而影响电渗排水速率；阳极界面电阻受电极反应影响明显,长期通电情况下EKG电极阳极界面电阻较小,而金属电极则在浓差电阻和表面膜阻的共同影响下阳极界面电阻较大；采用优化通电模式有利于缓解界面极化现象,抑制界面电阻增长。
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微生物加固钙质砂压缩前后细观尺度变化试验研究
MICP是岩土工程领域新兴的一种环境友好型砂土加固技术，可以用于提高钙质砂的工程性能，但由于MICP加固钙质砂试样的复杂结构，需要对其细观尺度展开研究以解释宏观现象。本文运用CT扫描技术，对三轴压缩前后的微生物加固钙质砂试样进行三维重构，分析加载前后试样细观尺度变化。研究中发现使用CT扫描得到的二维灰度图像可以显示试样的孔隙分布，且在二维灰度图像的降噪处理过程中非局部均值滤波算法具有良好的降噪效果。在此基础上进行三维重构，最后发现加载前试样孔隙主要分布在试样高度方向三分之一处、三分之二处及试样两端，加载后这部分区域的孔隙会有所增加，即加载过程中试样的破坏主要集中在试样本身已有的薄弱区域。在三维重构基础上分割显著破坏面，显示低应力水平下试样破坏模式为X共轭剪切破坏，而在高应力水平下的破坏模式为单斜面剪切破坏。
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预制钢-混凝土组合楼梯抗弯性能研究与舒适度分析
为研究预制钢-混凝土组合楼梯踏步的抗弯性能和楼梯整体的舒适度，进行了6个楼梯踏步试件的四点压弯试验，研究抗剪件形式和踏步与梯梁的连接方式对楼梯踏步承载性能的影响。试验结果表明，相对于角钢和栓钉抗剪件，槽钢抗剪件对楼梯踏步承载力的提升更大；焊接试件的承载力受抗剪件影响很小，且高于简支试件承载力，在今后的工程应用中可将焊接作为钢-混凝土组合楼梯踏步与梯梁连接的主要方式。采用ABAQUS软件对楼梯踏步进行建模，有限元模型可准确模拟楼梯踏步的力学行为。在模型准确性得到验证的基础上，对整体楼梯进行了舒适度分析。楼梯的自振频率和人致激励下的加速度响应均在规范限值之内，满足行人行走的舒适度要求。
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大足石刻北山石窟悬吊锚杆加固工程的稳定性研究
冯太彬, 刘珂源, 雷啸天, 蒋思维, 陈卉丽, 张兵峰, 麻润杰, 陶志刚
大足石刻北山168窟在多年的风化作用和自重应力的影响下，石窟壁和其顶板位置出现了大量的裂缝现象，导致了洞窟顶部围岩的稳定性变差面临失稳坍塌的危险，为了能够有效对平顶石窟顶板破碎围岩进行加固，本文针对现场的地质情况采用了一种悬吊锚杆的顶板加固方式。首先根据现场调查确定出顶板裂缝的分布规律，总结出石窟顶板开裂的主要原因，然后利用新奥法的思想在考虑最不利围岩受力的情况下计算出锚杆的锚固长度，最后利用数值模拟的手段分析了悬吊梁加固方法在降雨条件下石窟顶板的位移变化情况以及应力情况，结果表明：在悬吊锚杆加固条件下，其顶板各个方向位移均不超过1mm；石窟洞口位置及洞内位置应力较为集中，最大拉应力小于砂岩的抗拉强度值，顶板围岩处于稳定状态；悬吊锚杆支护过程中锚固段承受拉应力，平均所受拉应力为4.3MPa，受力情况较好。从现场加固前后曲线数据可以看出悬吊梁加固工法减少了裂缝的波动值，可以认为在悬吊锚杆加固条件下石窟保持稳定状态，该悬吊锚杆加固方式为类似平顶石窟薄板破碎顶板的稳定性支护提供参考。
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基于锈胀裂缝宽度的损伤混凝土梁的可靠度分析?
通过引入疲劳损伤因子和徐变损伤因子，建立了含疲劳和徐变损伤混凝土梁保护层锈胀开裂后钢筋锈蚀深度的计算模型；并根据混凝土结构耐久性设计标准，建立了由锈胀裂缝宽度控制的耐久性极限状态方程；运用Monte-Carlo数值模拟方法计算了6根混凝土试验梁在裂缝宽度限值范围内的可靠度；并采用验算点法，计算了腐蚀电流密度、混凝土抗压强度、保护层厚度和钢筋直径等四项参数的灵敏度。研究结果表明：随着锈蚀时间的增加，可靠度将从0.9下降到0.1，并且在60%疲劳寿命次数的循环荷载作用后，持荷时间增加3个月对梁的可靠度影响较小；保护层厚度的增加和钢筋直径的减小均可以提高梁的可靠度、减缓结构可靠度在钢筋锈蚀前期的下降速度，并且9mm的钢筋直径可以作为损伤混凝土梁耐久性设计的参照值；腐蚀电流密度、保护层厚度和钢筋直径三项参数的灵敏度较大，因此这三项参数是耐久性极限状态可靠度的主要影响因素。
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深基坑注水与水下开挖设计计算方法研究
注水与水下开挖是一种新型的基坑开挖方法，用来解决基坑地下水与江河水有稳定联系时传统的坑外降水与坑内排水方法无法实施的问题。提出了深基坑注水与水下开挖的设计计算方法，结合钢板桩围堰深基坑工程，制定了注水与水下开挖方案，建立了相应的数值模型来研究深基坑先降水形成旱地工作条件开挖、再注水进行水下开挖、水下浇筑封底混凝土后再降水所对应的支护结构受力与变形规律，对注水高度进行了优化。结论如下：先降水形成旱地工作条件时最大降水深度取决于坑底土体抗流砂、管涌的稳定性，开挖深度从2m增加至7m时，支护结构水平位移增加了53.6%，坑底塑性隆起量的最大值逐渐增大至59.0mm；再注水进行水下开挖时，增加注水高度可有效减少坑底土体的隆起变形及支护桩的水平位移，临界注水高度为9m，当注水高度超过该临界值后其抑制坑底和支护桩变形的效果会减弱。封底混凝土厚度取决于其抗浮稳定性和强度，钢板桩嵌固深度取决于水下浇筑混凝土后再降水工况下的支护结构整体稳定性。研究成果对类似深基坑的设计与施工具有参考价值。
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螺栓布置对钢-木组合梁弯曲性能影响试验研究
为推广直径10mm以内的螺栓紧固件在钢-木组合结构中的应用，研究螺栓横向排数、螺栓直径和螺栓纵向间距对钢-木组合梁弯曲性能的影响。通过设计一种下部是工字钢梁、上部是木板、上下部由螺栓连接的组合梁，对8根试验梁进行三分点弯曲荷载试验，分别观察其破坏模式、跨中挠度变化、跨中截面应变和梁端部钢-木交界面滑移效应，分析不同螺栓参数对钢-木组合梁抗弯力学性能的影响。试验结果表明：钢-木组合梁的主要破坏模式为：组合梁跨中挠度达到跨度的1/27时，发生变形破坏；组合梁具有较高的抗弯承载力与位移延性系数，各试件钢-木交界面最大相对滑移为2mm~6mm；螺栓布置参数中，螺栓纵向间距对对组合梁跨中钢-木交界面的应变差影响最大，螺栓直径影响较小；提出了钢-木组合梁螺栓面积比的概念，即螺栓总面积与木板受压面积的比值，随螺栓面积比的增加，尽管位移延性系数减小，但试件抗弯承载力明显增长、交界面最大滑移逐步减小。通过合理的螺栓面积比范围可快速计算出螺栓的用量范围，为此类钢-木组合梁的实际应用提供设计参考。
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复合型絮凝剂CaCl2-APAM-PAC快速处置高含水率泥浆试验研究
马英建, 方舟, 程慧峰, 苏彬, 梁登钦, 秦新皓, 何斌
在工程建设当中废弃泥浆含水率极高，且对环境的影响极大，解决其脱水问题为面临的主要问题。针对高含水率泥浆泥水分离问题，选择三种絮凝剂氯化钙（CaCl2）、阴离子型聚丙烯酰胺（APAM）和聚合氯化铝（PAC），设计3因素4水平正交试验，采用综合平衡法，选定48h脱水量和上清液pH值等为指标，进行极差分析和方差分析，着重找出最佳复合絮凝剂组合。通过正交试验结果和SEM微观分析等对絮凝机理进行讨论。试验结果表明，将脱水量随时间变化曲线划分为高、中、低脱水区和快速脱水阶段、慢速脱水阶段，则泥浆脱水速率整体呈现减小趋势，其中高脱水区组在12 h时也具有较高的脱水量，即满足快速脱水的要求；三种絮凝剂存在一定协同作用的效果。通过正交试验的极差分析和方差分析，复合絮凝剂的最优组合为泥浆总质量的0.25 % CaCl2 + 0.12 % APAM + 0.17 % PAC；根据机理分析，可将复合絮凝剂絮凝过程分为以下五个阶段：电中和阶段、架桥阶段、吸附成团阶段、网络沉降阶段和固化增强阶段。
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基于截面分类的U形钢-混凝土组合梁外包钢板件宽厚比限值
为研究U形钢组合梁基于截面分类的外包钢板件宽厚比限值，对5根U形钢组合梁试件进行单调静力加载试验。分析了不同外包钢腹板受压区高厚比及受压翼缘宽厚比情况下，U形钢组合梁的破坏模式、荷载-位移曲线及塑性变形能力。试验结果表明，外包钢板件宽厚比对U形钢组合梁的屈曲变形和塑性变形能力有着直接影响，所有试件在达到峰值承载力前均发生了局部屈曲，破坏模式为弯曲塑性破坏。同时，通过有限元参数分析结果表明，外包钢腹板与受压翼缘之间的非线性行为相互影响，板件的屈曲时刻随着相邻板件宽厚比的增大而提前，增大外包钢板件宽厚比会降低U形钢组合梁的塑性发展程度。基于试验与有限元参数分析结果，提出了U形钢组合梁的Ⅱ类截面（Class 2）外包钢板件宽厚比限值建议，并将该限值与规范限值进行对比分析。
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基于机器学习多孔生物炭对CO2吸附性能预测
多孔生物炭含有丰富的多尺度孔隙结构，使其具有优异的CO2吸附性能。针对传统以试验数据建立的CO2吸附预测模型存在精度低、计算复杂等不足，本文采用梯度提升决策树(GBDT)、极端梯度增强算法(XGB)、轻型梯度增压机算法(LGBM)等机器学习方法对生物炭吸附CO2进行模型预测，并对预测结果进行对比分析。结果表明:影响CO2吸附量的前三个因素依次为生物炭的比表面积、C含量、O含量。3种算法均可以有效地预测生物炭对CO2吸附性能。相比之下，LGBM的预测精度最高，达到94%；GBDT对于异常样本数据处理方面有显著优势；而XGB对不同测试集变化的预测结果更加稳定。该模型结果可为调控和优化生物炭组成和结构提供具有重要的参考意义。
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重力井曲面摩擦摆支座及其抗震性能
在强震或近场地震动作用下，传统隔震支座桥梁存在支座有残余位移和桥墩内力响应大的问题。受科学馆重力井曲面设施的启发，本文拟提出一种基于重力井曲面的变刚度摩擦摆支座。其曲面由内部的球面和外部的重力井曲面构成。首先，基于理论推导，揭示其水平剪切方向的恢复力模型。其次，设计并制作了一个足尺变刚度摩擦摆支座试件，并对其进行拟静力试验，以进一步探究其滞回特性和力学性能。摩擦材料采用抗压性能优越的改性超高分子量聚乙烯。最终，通过数值模拟，比较研究了重力井曲面摩擦摆支座和球形支座的动力特性。试验发现了变刚度双摩擦摆支座上下滑动面呈不对称滑动的现象。改性超高分子量聚乙烯摩擦材料可以满足支座对摩擦垫局部应力大的需求。此外，与普通球形双摩擦摆支座相比，重力井曲面摩擦摆支座能够大幅度减小地震动作用下的内力需求，且具有和小半径球面摩擦摆支座一样优越的自复位性能。
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纤维含量对加筋土宏微观特性的影响
纤维含量是影响加筋土的重要参数，现有研究中纤维含量的取值范围一般较小，对较大纤维含量加筋土的物理力学性能尚不清楚。因此，为了研究较大纤维含量对稻草纤维加筋土的影响，本文设置了10个纤维质量分数，采用直剪试验进行研究，探讨了不同纤维含量对加筋土强度特性的影响，并通过扫描电镜试验（Scanning Electron Microscope，SEM）和核磁共振测试（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）对纤维加筋土的微观结构特征进行分析。结果表明：加入纤维可有效提高土体的抗剪强度。纤维加筋土的增强机理与纤维含量有关，较小的纤维含量对土体孔隙率影响不大，加筋土以土骨架为基础；当纤维含量较大时，孔隙率明显增长，加筋土的主体结构将由土骨架和纤维骨架组成。本文的研究成果可为纤维材料在地基处理和边坡防护等实际工程中的设计和施工提供参考。
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城市生活垃圾焚烧渣工程特性试验研究—以武汉地区为例
城市生活垃圾焚烧底渣的处置利用是当前一个重要且亟待解决的难题。本文以武汉地区底渣为例，借助微观观测技术和室内测试试验，较为全面地分析了武汉底渣的物理、化学及工程特性，与不同地区底渣特性进行了对比，并进一步探讨了武汉底渣在道路工程中作为路基填料、垃圾填埋场中用作防渗层的可行性。结果表明，底渣颗粒形状各异，表面光滑且有细小孔洞，是一种塑性较低、比重较高的级配不良砂性粗粒土；底渣重金属元素浸出浓度均未超过国家相关标准的规定限值；底渣的击实性与中细砂相似，有一定的压缩性，但其固结特性不明显；底渣的渗透系数略大于细砂，经掺和膨润土后可考虑用作垃圾填埋场防渗层；底渣内摩擦角接近中细砂取值，同时还具有一定的黏聚力；在承载变形能力上，底渣的CBR测定值较高，满足路基工程材料对承载力要求。
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锈蚀PC梁疲劳寿命预测及界面滑移区量化研究
重复荷载和锈蚀共同作用会造成预应力混凝土(PC)构件疲劳损伤，降低其使用寿命。本文以钢绞线疲劳裂纹扩展尺寸、混凝土疲劳累积残余应变为损伤参数，综合考虑钢绞线疲劳裂纹扩展、界面锈蚀疲劳粘结退化及混凝土疲劳损伤的影响，提出了考虑力筋残余应变的粘结滑移区不协调变形量化方法及锈蚀PC梁疲劳寿命预测方法。然后通过试验数据验证了预测方法的合理性，并讨论了不同预应力、锈蚀程度和应力水平作用下锈蚀PC梁界面疲劳粘结滑移情况。研究结果表明：提出的预测方法可有效预测界面滑移情况及锈蚀PC梁的疲劳寿命；预应力大小是影响锈蚀PC梁发生疲劳粘结滑移的重要参数，随着锈蚀率、应力水平的增加，构件易发生疲劳粘结滑移，而预应力的增加可有效减少界面疲劳粘结滑移的发生；在高应力水平下更严重的应变不协调会导致更大的残余滑移，滑移量曲线及其斜率随着应力水平的增加而整体抬升、变陡。
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新型两阶段屈曲约束支撑滞回性能试验研究
为提升传统屈曲约束支撑的性能，特别是解决传统阻尼器在主震-余震型地震作用下发生断裂后无法为结构提供抗侧刚度和耗能能力的问题，提出了一种新型两阶段屈曲约束支撑（Two-stage Buckling-restrained Brace, 简称TS-BRB）。TS-BRB的耗能单元由三个横截面沿纵向渐变的Q235钢板串联组成，中部的耗能段在地震中首先发挥耗能作用，若该段发生断裂，约束单元中的限位卡槽能够确保端部耗能段继续工作，从而使TS-BRB具备较传统BRB更高的耗能能力。TS-BRB的滑移距离通过调整限位卡槽的长度来限制，从而满足结构减震设计的使用需求。TS-BRB的试验结果表明：该阻尼器的滞回曲线饱满，滞回曲线形状符合理论预期；TS-BRB具有明显的二阶段耗能特性，耗能单元的端部耗能段在中间耗能段断裂后可继续工作，断裂后的附加累计耗能为断裂前的138.41%。TS-BRB解决了传统BRB在断裂后随即失去承载和耗能能力的问题，能够为结构提供更大的耗能储备。最后使用ABAQUS建立实体单元数值模型，发现模拟与试验的滞回曲线吻合较好。
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FRP加固混凝土梁界面应力的时变规律研究
本研究立足于粘贴FRP加固结构技术大量应用的背景，对长期持荷条件下加固混凝土梁FRP端部、中部混凝土裂缝附近界面应力的时变规律开展研究。建立分析FRP应变的有限元模型，通过模拟结果与实测结果的对比验证有限元法的适用性。对FRP端部区域的时变应力采用有限元法和解析法进行分析，对端部胶层溢出、结构二次受力情况做了考虑；对混凝土中部裂缝附近区域的时变应力采用解析法进行分析。结果表明，混凝土徐变导致界面应力随时间增大，剥离破坏的风险增大；胶层蠕变导致应力随时间缓解，有助于避免剥离破坏，该结论对上述两个区域均适用，且不受胶层溢出、二次受力的影响。FRP端部区域时变应力的有限元结果与解析解结果吻合良好。
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牺牲桩截面特性对圆柱桥墩局部冲刷影响试验研究
墩前牺牲桩防护是减小桥墩局部冲刷的主要措施之一，现有的牺牲桩防护桥墩局部冲刷的研究主要集中于圆形截面，对牺牲桩截面特性对桥墩局部冲刷的影响关注较少。本文通过单向流循环水槽构建冲刷环境，开展不同直径与不同截面牺牲桩防护单桩桥墩局部冲刷物理模型试验并，试验通过水下高清摄像以及倾斜摄影技术实现了对局部冲刷深度发展历程和冲刷平衡时刻的冲刷坑形态的精准测量，进而探究了牺牲桩直径与截面形式对机采集模型局部冲刷深度并利用倾斜摄影测量技术对达到冲刷平衡的冲刷坑形态进行影像扫描。首先对无防护单桩桥墩局部冲刷进行分析，并验证倾斜摄影技术可靠性；然后对不同直径与不同截面牺牲桩防护单桩桥墩局部冲刷进行防护效果的影响规律分析。研究结果试验表明：牺牲桩直径与截面形状是影响桥墩局部冲刷防护效果的关键因素，牺牲桩对后方桥墩的防护效果随牺牲桩直径的增大而增大，相比方形和圆形截面牺牲桩，菱形截面牺牲桩对桥墩的冲刷防护效果更好；牺牲桩防护会影响后方桥墩冲刷坑变化的剧烈程度，防护效果越好，后方冲刷坑变化越平缓；牺牲桩防护会加快冲刷达到平衡状态的时间，牺牲桩直径越大，到达冲刷平衡状态的时间越短。由此得出结论，采用牺牲桩开展桥墩局部冲刷防护时，应合理确定牺牲桩尺寸和截面特性，从而提高冲刷防护效果。
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基于三维离散元的岩爆突变点处动力行为与能量演化研究
岩爆失稳时刻的灾变启动机制是揭示岩爆机理的关键。为此参考失稳理论和刚度理论设计了岩爆体-围岩组合试样的三维离散元数值模型,并通过二次开发实现了系统能量演化过程的可视化,成功模拟了岩爆的抛掷现象。据此研究了系统失稳的时序特征和能量演化规律,结果表明：灾变启动时刻岩爆体到达峰值应力略早于围岩体,岩爆体峰值后自身的破裂软化形成了对围岩体的主动卸荷,使其应力由增变降。被卸荷的围岩体发生向岩爆体的快速回弹变形,并通过做功使自身储存的弹性能向岩爆体汇聚,两者的能量被岩爆体瞬间一并释放,引发块体的抛掷。在此过程中两子系统相互作用形成的正反馈调节机制,使破裂过程逐步加快,最终引发动态失稳。研究成果可为岩爆的机理的深入揭示提供理论参考和技术支持。
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不同含水率花岗岩残积土-格栅界面循环剪切特性
含水率对土工格栅加筋的花岗岩残积土力学特性影响较大，为研究不同含水率下花岗岩残积土-格栅界面循环剪切特性，通过室内大型直剪仪开展了一系列循环剪切试验，分析了4种含水率（13%、19%、25%、32%）、3种竖向应力（50、100、150kPa）、4种剪切频率（0.2、0.5、1、2Hz）和4种剪切幅值（5、10、15、20mm）条件下筋土界面的剪应力-剪切位移曲线、抗剪强度、剪切刚度、体积应变等。试验结果表明:含水率为32%时土体饱和，筋土界面峰值剪应力和剪切刚度在循环剪切过程中先增加后降低，50、100、150kPa竖向应力作用下峰值剪应力初始增幅分别为6.2%、22.3%、33.0%，表明竖向应力越大筋土界面初期增幅越大，而非饱和含水率下筋土界面呈现剪切软化特征；竖向应力为50kPa时，筋土界面在含水率为25%时达到抗剪强度峰值，竖向应力为100kPa、150kPa时，筋土界面循环抗剪强度与含水率呈负相关，降幅为35.47%、43.17%；筋土界面在循环剪切作用下发生剪缩，含水率为13%、19%、25%、32%时筋土界面最终剪缩量分别为4.6、7.7、8.6、7.2mm，表明剪缩量随着含水率的升高先增大后减小；各含水率下，筋土界面最大剪切刚度随剪切频率的升高先降低后增大，随剪切幅值的增大而减小，0.5Hz的剪切频率对筋土界面剪切刚度弱化作用最强。
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基于可靠度理论的中低速磁浮车-桥系统轨道梁动力系数研究
受轨道不平顺影响，磁浮车辆运行时轨道梁动力系数具有明显的不确定性。为准确计算轨道梁动力系数，首先建立了由磁浮车辆、简支梁桥、悬浮控制系统组成的中低速磁浮列车-桥梁竖向耦合振动模型。其次，结合正交随机函数思想和数论选点理论，发展了轨道不平顺降维模拟方法，使得对不平顺代表样本的模拟仅需两个随机变量。最后，基于概率密度演化理论和等价极值原理，提出了轨道梁动力可靠性评估方法，该方法能准确获取动力系统的概率密度函数、累积分布函数以及轨道梁的动力可靠度。数值算例以长沙中低速磁浮线路为背景，通过将现场实测结果和蒙特卡罗法对比，验证了本文计算方法的可靠性。进一步地，探讨了车速、车重和轨道不平顺粗糙度对轨道梁动力系数和可靠度的影响。结果表明：60~140 km/h车速范围内，轨道梁动力可靠度计算结果均为1，但由于车速80 km/h时车辆荷载主频与轨道梁竖向振动基频接近，使得该车速下动力系数数值和离散性最大；轨道梁动力系数随车体质量的增加而减小；轨道不平顺粗糙度对轨道梁动力系数影响显著，若要求轨道梁动力可靠度计算结果为1，轨道不平顺幅值应控制在5.03 mm以内。
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酸性腐蚀花岗岩冲击荷载能量演化试验研究
化学腐蚀可以对岩体力学性能产生劣化作用,从而对实际工程产生影响，因此研究化学腐蚀下岩体的动力学响应有非常重要的意义。本研究利用分离式霍普金森压杆（SHPB）测试系统对两种不同pH值（3和5）的KHSO4溶液浸泡后的花岗岩试样进行动态冲击试验，另设一组无腐蚀过程的原状试样作为对照，考察0.15 MPa气室压力下酸性环境腐蚀后花岗岩的能量演化效应。研究发现，随着溶液pH值的降低和腐蚀时间的增长，能量吸收率升高，峰值应力和峰值应变都在降低，表明随着化学腐蚀的增强，花岗岩变形能力变差，更易破坏。
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双向荷载下组合剪力键剪切机理及抗剪强度计算
为研究双向荷载作用下组合剪力键剪切性能，建立了组合剪力键有限元模型，并结合试验进行了验证；对比了双向和单向推出荷载作用下组合剪力键的破坏形态，研究了双向荷载与组合剪力键抗剪强度比的关系，量化了混凝土强度和贯穿钢筋直径对组合剪力键抗剪强度的影响；揭示了组合剪力键剪切破坏机理，通过多变量回归分析，建立了双向荷载作用下组合剪力键抗剪强度计算模型。结果表明：侧压荷载有效抑制了混凝土横向膨胀，混凝土板出现一条纵向主裂缝和少量横向微裂纹，单向推出荷载作用下，组合剪力键因混凝土板劈裂裂缝贯通而失效；侧压荷载可增加组合剪力键抗剪强度，但混凝土强度较高且贯穿钢筋直径较大时，双向荷载效应较小，抗剪强度比仅为1.05；双向荷载作用下，抗剪强度随混凝土强度和贯穿钢筋直径的增加而显著增加。
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电化学介导的氨氮回收：原理,现状与展望
在环境质量提升和碳达峰、碳中和背景下，当前的氮循环模式存在人工固氮/脱氮过程重复耗能、可持续性不佳的问题。针对氨氮的污染-资源双重属性特征，研发污水中氨氮的资源化处理技术亟需关注和思考。在各种氨氮回收技术中，电化学技术具有反应快速、装备简单、操作便捷等优势，已经成为热门研究方向。本文综述了电化学介导氨氮回收技术的研究与发展现状：围绕电化学系统中不同形态氨氮的迁移转化机制，介绍了回收技术的主要原理；聚焦电极与膜材料对氨氮回收性能的强化作用，分析了相关工艺的能效水平；展望了双碳背景下技术革新的内在需求，建议未来从系统高性能元件开发、能量削减与功能拓展/智慧化运行等方向推进电化学介导氨氮回收技术的高质量可持续发展。
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负温环境下电养护对砂浆成型温度及早期强度的影响
为了研究负温环境下电养护对掺甲酸钙早强剂的砂浆早期强度发展的影响，向砂浆内掺入胶凝材料质量百分数2%的甲酸钙早强剂，并在-10℃环境下通以交流电进行电养护。试验过程中，通过温度仪监测了不同通电参数下砂浆内部温度实时变化，最后测试了不同通电参数下砂浆通电1d的强度以及后续标准养护3d、7d的强度。试验结果表明：砂浆中添加甲酸钙后能够有效降低电阻从而提高通电效率，添加甲酸钙的砂浆试件初始电阻为未添加甲酸钙砂浆的1/4，使其在较低外加电压下取得良好升温效果；甲酸钙在电养护1d后同样具有明显的早强作用，可以促进砂浆早期强度发展，掺甲酸钙砂浆的3d、7d强度较相同通电参数下的未掺甲酸钙砂浆分别提高了59%、29%。
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MICP固化三峡库区黏性紫色土试验研究
夏振尧, 董欣慧, 胡 欢, 张 伦, 朱志恩, 闫茹冰, 刘 畅, 徐萌苒, 肖 海
三峡库区自然灾害频发；微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术是一种具有能耗低、无污染且可持续优点的土体加固技术。黏性紫色土是三峡库区主要土壤类型，土壤孔隙较小，而MICP对其加固效果尚不明确。因此，本研究设置不同巴氏芽孢杆菌菌液浓度（OD600=0，0.5，1.0和1.5）和胶结液浓度（0，0.5，1.0，1.5和2.0 mol/L）组合，对土壤试样进行MICP固化处理。开展不固结不排水三轴剪切试验，研究各试样应力-应变关系、弹性模量和抗剪强度指标（黏聚力、内摩擦角），并利用扫描电镜测试分析其微观结构。结果表明：固定菌液浓度和胶结液浓度时，抗剪强度、弹性模量及黏聚力均随另一浓度的增加呈先增后减的变化趋势，最适菌液+胶结液浓度组合为菌液OD600=1.0和胶结液1.5 mol/L。平均内摩擦角随胶结液浓度的增加呈先增后减趋势，而胶结液浓度不变时，在菌液浓度OD600=0.5或1.0时达到最高。固化后试样抗剪强度、弹性模量、黏聚力及内摩擦角最大分别提高62.59%、64.29%、119.55%和10.33%（226 kPa、6.44 MPa、48.30 kPa和26.70°）。扫描电镜发现MICP加固紫色土形成了大量球状碳酸钙晶体和片状碳酸钙晶体，分布于土壤颗粒表面和间隙中起胶结作用并增加土颗粒表面粗糙度，从而提升了土的黏聚力和内摩擦角。因此，MICP可以有效提高紫色土的强度，在菌液浓度为OD600=1.0和胶结液浓度1.5 mol/L组合时加固效果最优。
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地质聚合物砂浆凝结过程的超声波技术监测研究
地质聚合物是一种绿色低碳胶凝材料，研究其凝结过程对于工程应用有重要的意义。为了研究地质聚合物凝结的机理和规律，采用三种超声波检测方法对放置在特制装置中的五组不同矿粉比（矿渣：粉煤灰）的地质聚合物砂浆进行实时监测。通过能量接收比对地质聚合物砂浆的初、终凝时间进行表征，并用贯入阻力法的结果进行验证。结果表明：地质聚合物砂浆的凝结速度会随着矿粉比的减小而变慢；透射法可以实现对砂浆的全程监测，其判定初凝时间的平均误差为7.9%，判定终凝时间的平均误差为6.6%；反射法判定砂浆初凝时间准确度高，其平均误差为2.8%；导波法可以全程监测凝结过程，其判定初凝时间的平均误差为3.3%，判定终凝时间的平均误差为2.5%。三种方法中，导波法更适用于监测地质聚合物砂浆的凝结过程。
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基于RA-AF特征的橡胶自密实混凝土裂缝扩展研究
为探究橡胶自密实混凝土断裂扩展模式，结合RA-AF特征和高斯混合模型（GMM），利用带预制裂缝的半圆盘试件进行三点弯曲试验，选取橡胶掺量(0 %、10 %、20 %、30 %)及跨径比(0.45、0.54、0.72)为试验变量，分析橡胶自密实混凝土裂缝开展种类及变化规律。结果表明：橡胶掺量为20 %时，橡胶自密实混凝土表现出较好的工作性能；橡胶掺量增加，拉伸断裂事件占比增大，说明裂缝向Ⅰ型拉伸裂缝发展，并且裂缝发展具有连续的特点；增大跨径比会导致试件承载能力下降，但相同加载阶段其损伤程度逐渐降低，试件内部的断裂模式发生变化，跨径比为0.54时试件表现较好的工作性能；GMM法显示，拉伸裂缝与剪切裂缝并非简单地以直线作为分界，而是在某些区域内共同存在，GMM法能够更为合理地表述不同工况下拉伸断裂事件与剪切断裂事件发生比例的变化规律。
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配体-金属电子转移强化类芬顿技术的破络特性与机制
为有效分解近中性废水中典型难降解强络合物Ni-EDTA，创新构建了配体-金属电子转移强化类芬顿技术（LFGR），基于Ni(Ⅱ)去除效能等系统分析其在近中性条件下对Ni-EDTA的破络特性。重点探究Fe(Ⅲ)与H2O2投加量、pH值、浊度、常见有机酸与常规无机盐对LFGR破络特性的影响。结合H2O2消耗观测、自由基淬灭实验、自由基信号检测与降解产物分析等科学识别LFGR体系中主要活性氧物种，并进一步剖析Ni-EDTA的破络过程与主导机制。定量比较分析了LFGR与其他UV活化氧化技术去除多种重金属EDTA络合物（M-EDTA）的特性，并进一步阐明了LFGR的运行成本优势。对于络合物浓度为1.0 mmol/L的近中性模拟废水，LFGR的优化反应条件为：Fe(Ⅲ)投加量为0.1 mmol/L，H2O2投加量为50 mmol/L，UV光照时间为20 min。该条件下，EDTA可完全转化，且经碱沉淀后Ni(Ⅱ)去除率可高达99.40%；LFGR对水中常见有机酸与常规无机盐呈现出良好的抗干扰性；H2O2主要通过与配体-金属电子转移产生的Fe(Ⅱ)发生类芬顿反应消耗；LFGR的主要作用过程是Fe(Ⅲ)置换Ni(Ⅱ)并激发配体-金属电子转移反应从而促进EDTA光解，UV进一步驱动Fe(Ⅲ)还原并加快Fe物种循环，进而强化类芬顿技术活性氧自由基（主要为·OH和·O2-）的催化作用。LFGR可在近中性条件下实现多种M-EDTA的良好破络效果，吨水直接处理费用合计为4.21元，具有良好技术经济性。
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增强型生态浮床填料筛选及工况优化的研究
何强, 吕存浩, 王辛戈, 陈治池, 胡美珩, 蔡然, 张功良, 宋忱馨, 李德祥, 程鸿
生态浮床作为一种经济环保的黑臭水体处理技术得到广泛应用，但其处理能力受制于植物根系深度及表面积。本研究通过悬浮球、生物绳、弹性和组合填料分别与间种的粉绿狐尾藻（Myriophyllum aquaticum）和西伯利亚鸢尾（Iris sibirica）植物构建生态浮床，探究了不同填料对于生态浮床效能的强化作用及微生物机制；并在优选填料的基础上，进一步探究了优选填料的最优添加工况及其强化下浮床对污染物去除的动力学模型。填料优选实验结果显示，生物绳填料对COD、氨氮和总磷的去除率最佳，分别为>99%、43.85%和14.03%；高通量测序分析显示，生物绳填料表面生物膜微生物丰富度最高、物种组成分布最均匀、微生物多样性最高，且生物绳填料可定向富集Flavobacterium，Exiguobacterium，Chryseobacterium，Microbacterium，Caulobacter等脱氮除磷相关功能菌。生物绳工况优化结果显示，修复轻度黑臭水体的最佳生物绳填料投加量为12.5 m/m3，其对COD、氨氮和总磷的去除率分别为96.4%、38.5%和56.6%；动力学模型拟合发现一级动力学模型能更好地拟合生物绳强化生态浮床的氨氮及COD降解规律。本研究结果可为后续生态浮床的强化研究和应用提供参考。
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液化夹层对浅基础结构隔震响应影响分析
砂土夹层液化既会造成地基失效破坏,又会对上部建筑起到减震作用,而覆盖层可以减小建筑沉降却会放大地震作用,因此考虑结构与土相互作用下液化夹层和覆盖层对建筑的隔震耦合影响十分有必要。采用有限元和有限差分耦合动力分析方法,分析了不同地震强度、砂土密实度Dr和液化层厚深比K(考虑液化夹层和覆盖层耦合作用)对上部结构的隔震的影响。结果表明：结构加速度谱比随震动强度增加先减小后趋于稳定,当震动强度超过某阈值时,液化层隔震效果不在增加；松砂(Dr=30%)的隔震效果优于中密砂(Dr=50%)和密砂(Dr=70%),但会产生不可忽略沉降危害,而密砂虽然会更好地抑制建筑沉降量,但在短周期内会起到加震作用；结合覆盖层和液化层的耦合作用,发现存在K值区间(0.3
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寒区导电混凝土研究现状与展望
寒区道路、桥梁、水库大坝面板的积雪结冰严重影响工程性能发挥，对工程安全运维产生较大影响。一直以来大量使用除冰盐、融雪剂等除冰材料给环境造成较大污染。导电混凝土作为一种环保型、高效型融雪除冰技术，在保障工程安全运维、延长工程服役寿命、提升工程服务质量等方面发挥着重要作用。同时，将导电混凝土用作寒冷地区房屋建筑材料兼具室内采暖功能，在一定程度上可以缓解能源紧张。本文综述了常用导电混凝土的制备工艺，分析了碳质类导电混凝土、金属类导电混凝土以及复相导电混凝土的力-电-热性能，阐述了导电材料对导电混凝土综合性能（如：导电性、抗冻性、耐久性）的影响机制。基于此，围绕高性能、低成本目标，提出了寒区导电混凝土的研究构想：1）广泛使用回收碳纤维等回收材料，发展多相导电混凝土技术；2）将磁选粉煤灰、矿渣和硅灰等作为掺合料有机应用于导电混凝土中；3）开展低电压下导电混凝土的升温性能和导电性能研究；4）综合利用清洁能源（如：太阳能、风能等）发电为导电混凝土提供电源；5）开展复杂工程环境下导电混凝土-岩土体-环境反馈机制研究。本文的研究以期为我国寒区工程冰冻灾害防治及房屋建筑室内采暖提供借鉴。
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钢桥面板疲劳裂纹全寿命周期扩展特性研究
正交异性钢桥面板的焊缝处微裂纹萌生，初始焊接缺陷是影响该类构造细节疲劳性能的关键因素。为研究正交异性钢桥面板顶板与纵肋连接焊缝的裂纹萌生与扩展的全寿命周期动态特性，基于断裂力学理论与ABAQUS-FRANC3D交互技术，研究了焊缝埋藏缺陷至疲劳断裂全过程应力强度因子的动态演化特征，揭示了裂纹的形状发展规律，分析了敏感参数对裂纹扩展速率与疲劳寿命的影响，明确了疲劳裂纹的全寿命扩展行为，并通过钢桥面板足尺节段疲劳试验验证研究结果的可靠性。分析结果表明：钢桥面板疲劳裂纹扩展行为可分为三个阶段：即埋藏阶段、萌生阶段、扩展阶段，沿裂纹不同路径的埋藏萌生阶段与扩展阶段的应力强度因子分布正好相反；任意初始形状的埋藏裂纹，随着不断扩展形状都趋近于圆形，任意形状的表面裂纹形状逐渐扁平，合理解释了表面裂纹持续扩展至贯穿顶板时吴扁平形态；埋藏阶段的裂纹沿上表面的扩展速率较下表面增大了54%，裂纹从埋藏萌生阶段进入扩展阶段后向顶板方向扩展速率较大；裂纹形态比a/c、埋藏深度对萌生寿命影响较大，其中萌生寿命在疲劳总寿命中占绝大部分。
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仿生土木工程研究进展与展望
仉文岗, 何祥嵘, 刘汉龙, 孙伟鑫, 韩馥柽, RAUL FUENTES, GUSTAVO PANEIRO
随着城镇化水平不断提升,中国每年新增建筑面积约20亿m2，大规模的基础设施建设对土木工程的理论和技术创新要求越来越高。学者们通过研究自然界的增强增韧、水下粘合、钻孔掘进和轻质高强等现象发现生物体具有独特的外部形态和组织结构,通过模仿生物体的外部形态、结构特征或运动机理可为土木工程技术创新和可持续发展提供新思路、新原理和新理论。本文主要从仿生材料、仿生结构和仿生构筑物3个方面阐述了仿生学在土木工程中的应用,并列举了典型的应用案例,最后对仿生土木工程进行了总结和展望,为未来的研究提供基础材料。仿生土木工程作为新兴的研究方向其基础理论尚不完善,同时,仿生土木工程涉及生物、材料、结构等多学科的交叉研究,需要开展不同领域间的协同合作。
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考虑各向异性空间变异性的边坡可靠度分析
在边坡可靠度分析中,通常采用横观各向异性或各向同性随机场来刻画土体参数的空间变异特性,而忽略了土体参数的各向异性空间变异性,从而可能会得出不恰当的可靠度评价结果。为此,建立了考虑各向异性空间变异性的边坡可靠度随机有限差分(RFDM)计算框架并以一般各向异性空间变异性边坡为参考边坡进行了可靠度分析。结果表明：(1)基于坐标转换的各向异性随机场离散方法可以有效地刻画土体参数各向异性空间变异性；(2)应变聚类滑面搜索方法适用于复杂临界滑面的精确搜索；(3)相比一般各向异性空间变异性,旋转各向异性空间变异性会高估边坡失效概率,横观各向异性空间变异性会严重低估边坡失效概率,而各向同性空间变异性会在较大和较小的波动范围下分别高度和低估边坡失效概率。
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基于光弹法的颗粒材料直剪试验剪切滑移区研究
胡文韬, 肖劲, 尹江灏, 耿大新, 徐长节, 李顺文, 吴文兵
颗粒直剪试验剪切带的发展规律和分布特征决定了颗粒体强度，但不易观测。采用自制的试验装置对透明聚碳酸酯颗粒进行了直剪试验，基于光弹法原理，通过对颗粒的剪切力学特性、应力链分布、位移场的观测，研究了颗粒的力链发展过程、主接触角发展规律和剪切滑移面的发展规律，并在PFC2D离散元软件中进行了模拟分析。试验表明：直剪过程中颗粒体系的力链分布存在应力屏蔽现象；颗粒体系的强力链、接触角及主应力方向发生了偏转，且偏转特征基本一致；颗粒在剪切过程中形成拱形剪切滑移面，与水平剪切面共同形成拱形滑移剪切区。拱形滑移区在剪切初期就形成，且一直持续整个剪切过程。在剪切应力峰值时，拱形滑移区的高度与初始法向力成正比，厚度在(13~15) d50之间。在应力残余阶段拱形滑移区逐渐减小，拱形滑移区逐渐趋于稳定状态，且不同初始法向力下的拱形滑移区在应力残余阶段的高度相差不大，厚度在(8~9) d50之间。
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水平荷载作用下边坡-负载嵌岩单桩体系拟静力试验研究
为研究水平荷载作用下竖向负载岩质边坡单桩承载特性，鉴于开展动力学试验较为困难和复杂，采用拟静力试验方法，以相似材料模拟岩体及桩基，施加竖向与水平荷载，开展了3组试验，分析了不同坡度及桩岩弹性模量比下桩身弹性弯矩、桩周岩石压力及桩顶滞回曲线的变化规律。结果表明：岩质边坡桩基水平承载力主要与埋深3D（D为桩径）以上范围内的浅层坡体有关；下坡向岩体的破坏形式与土质边坡类似，经历了裂缝出现，破坏面发育、浅层坡体破坏3个阶段，但上坡向岩体并未形成完整破坏面；桩基最终剪切破坏，表明在中风化岩质边坡条件下，水平承载力主要由桩身强度控制；坡度主要影响上坡向承载力，由15°变化为30°，上坡向承载力提高41.3%，下坡向仅提高0.15%，而桩岩弹性模量比由2.8变为0.9，正向承载力提高80.7%，负向也提高73.5%。
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XCC桩群桩沉桩挤土效应透明土模型试验研究
群桩沉桩挤土效应与单桩相比较为复杂,XCC桩作为一种非圆截面异形桩,其群桩沉桩挤土效应特性方面的研究较少。基于透明土试验,开展了等截面面积的XCC桩与圆形桩群桩沉桩贯入试验,通过粒子图像处理技术获取沉桩过程的位移场变化规律。将第一根桩贯入后的位移场试验结果与圆孔扩张以及浅层应变路径理论预测结果对比分析,验证了试验的可靠性。试验结果表明：群桩贯入过程中,XCC桩和圆形桩都会产生明显的累积效应和遮拦效应。最后,给出了XCC桩和圆形桩在不同沉桩顺序条件下,群桩遮拦效应的经验公式。
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基坑爆破施工减振孔减振效应现场试验研究?
吕岸霖, 张凯, 吴振宇, 王建新, 范佰通, 彭琦, 朱建波
为有效降低爆破施工对邻近建（构）筑物造成的动态扰动，以深圳地铁16号线1号综合井基坑爆破工程为依托，开展了减振孔减振效应的现场试验研究。通过对不同参数减振孔条件下地表振动的实时监测，研究了减振孔对地表峰值质点振动速度（PPV）和主振频率的影响，分析了减振孔参数对减振效应的影响。研究结果表明：随着减振孔直径的增加，水平径向隔振率与水平切向隔振率先增加后减小，竖直方向隔振率整体上逐渐增加,基于合速度的隔振率呈现显著增大的趋势；随着减振孔排间距的增加，减振孔的隔振率先显著减小后逐渐趋于稳定；当减振孔内充填水时，随着减振孔充填度的增加，水平径向隔振率逐渐减小，水平切向隔振率与竖直方向隔振率先增加后减小，基于合速度的隔振率先增加后逐渐减小。
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风电塔筒环法兰连接结构型高强铆钉疲劳特性研究
结构型高强铆钉具有预紧力稳定、防松性能优异、抗疲劳和抗延迟断裂能力强等优点，有望取代风电塔筒环法兰连接现采用的高强螺栓。但其在法兰中的疲劳性能尚待相关研究检验。本文针对采用结构型高强铆钉的环法兰连接开展对照性模型疲劳试验和精细化数值分析，探究其疲劳特性与劣化机理。首先，基于环法兰荷载传递特征，在静载拉伸试验的基础上，开展了12件模型试件的疲劳试验，包含高强螺栓和高强铆钉试件各6件。进一步，结合基于局部应变的SWT疲劳评价方法，开展精细化多尺度有限元分析。结果表明：两类试件的疲劳失效均易见于第一扣螺纹处；在200万次加载循环下，高强铆钉试件的平均等效疲劳强度为68.9 MPa，较高强螺栓的52.1 MPa提高约32.2%；由于高强铆钉与套环间的螺纹更为平缓且内、外螺纹间接触面积更大，有效降低螺纹根部应力集中，提升抗疲劳性能。综上，研究建议：对采用结构型高强铆钉的环法兰连接进行疲劳验算时，高强铆钉的疲劳强度等级可取为FAT 56，配合指数常数m = 3。
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考虑应力主轴变化对黄泛区粉质土各向异性特性的影响研究
为探究黄泛区粉质土在复杂应力状态下的各向异性特征,本文利用GDS空心圆柱系统开展排水条件下、固定大主应力方向的剪切试验,获得黄泛区粉质土在不同中主应力系数b和大主应力方向角α下的应力-应变关系和剪应力比关系,研究其各向异性特征。结果表明,黄泛区粉质土八面体应力-应变、剪应力-大主应变受大主应力方向角α和中主应力系数b的影响作用较大。粉质土表现出较强的各向异性特征,尤其在b=0.5和1时更为明显。试样的大主应变沿着α角发展为压缩状态；当α固定时,b值越大时,试样对应的峰值剪应力较小；试样在b=0.5且α=45°条件下的峰值剪应力q和对应的ε1最大,且当试样的b值或α角分别固定在0或45°时,相对于其他b值或α角条件下的试样的平均峰值强度更大,b=0.5,α=45°时的峰值剪应力比qf//p0最大。
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氧化镁矿粉复配加固砂土强度特性的研究
砂土是一种常见的岩土工程材料，为满足工程上强度的需求以及绿色环保的理念，钢铁工业排放的固体废弃物粒化高炉矿粉 (GGBS)可用作土体固化剂。本试验以GGBS作为固化剂，氧化镁（MgO）作为激发剂，对砂土进行加固。通过无侧限抗压强度试验，分析了不同养护龄期（3、7、14、28、56天），固化剂掺量（8%、10%、12%），以及氧化镁掺量（0%、5%、10%、15%、20%、40%）对固化土强度发展规律的影响。试验结果表明，在相同固化剂掺量的条件下，当养护龄期小于7天时，固化剂的掺量与试样的无侧限抗压强度没有明显的关联。当养护龄期大于7天后，固化剂的掺量和强度呈明显正相关，龄期越长，砂土的无侧限抗压强度越高；固化剂的掺量和砂土的无侧限抗压强度成正相关；氧化镁掺量虽然能够促进无侧限抗压强度的提升，但是过量的氧化镁反而会抑制砂土无侧限抗压强度的提升。本试验通过室内试验研究了GGBS-MgO处理砂土的强度特性，可为现场工程应用提供理论依据。
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天然海水环境下离子浓度对MICP反应影响研究
微生物岩土技术是通过生物矿化过程改善基础材料的力学性质，使其更适用于建筑或解决多学科领域的环境问题，微生物矿化过程中产生的碳酸钙是改善基础材料力学性质的主要成分，但其生成量及形态等受多种因素的影响，因此探究了天然海水和去离子水环境的矿化过程中离子浓度、比例及菌胶体积比等因素对沉淀物质形貌及晶体组成的影响。结果表明：钙离子和尿素浓度及比例低时，碳酸钙的产率较高，但当初始钙离子、尿素浓度超过1.0 mol/L时，离子浓度增大对细菌产脲酶有抑制作用，浓度越高对脲酶的抑制作用越明显，沉淀物产率也随之减小，总体沉淀量与沉淀率海水环境均高于去离子水化境。去离子水中菌胶结液体积比为1：4、海水中不高于1：10时，碳酸钙生成量较高，去离子水环境晶型以方解石为主，海水环境晶型以球霰石为主且沉淀中含有镁盐。
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群体智能算法在路面参数反分析的适用性及优选策略研究
随着群体智能算法在路面参数反演中的成功应用，复杂多元非线性优化难题得以解决，但算法的选择仍然是路面参数反分析问题中亟待解决的难题。针对路面参数反分析中模型复杂、反演参数众多、绝大多数运算时间消耗在正算程序上等特点，本文选择了目前常见的8种群体智能算法，开展了限定正算调用次数下算法性能相关研究。并以考虑材料横观各向同性以及层间接触状态的路面结构参数反演问题为例，对群体智能算法进行了实际测试。研究结果表明：①不同算法各具特点。其中，粒子群算法、遗传算法、头脑风暴算法、人工蜂群算法以及烟花算法在多峰问题上具有较好的适用性；萤火虫算法在解决最优解附近存在平缓区域的问题时具有较快的收敛速度；对于遗传算法，实数编码方式后期收敛速度较二进制编码方式有所提高，但对于多峰问题的搜索能力有所下降；鱼群算法、混合蛙跳算法仅有在较大正算调用次数下才有较好的寻优能力。②对于路面参数反演问题，从弯沉曲线匹配上看，粒子群算法、遗传算法、头脑风暴算法以及萤火虫算法均有较好的反演结果。而从相关系数上看，头脑风暴算法具有最佳反演结果。相关研究成果可为道路工程甚至其他领域复杂反分析问题算法选择提供参考。
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强效电化学-臭氧耦合工艺的渗滤液深度处理特性
以垃圾渗滤液二级出水非膜法深度处理为目的，本文构建了以复合式阴极和形稳阳极为核心的强效电化学反应单元，其中复合式阴极由磁铁棒、碳毡和铁粉组成，起到Fe2+的析出和渗滤液中硝态氮的还原，形稳阳极为商用Ti/RuO2-IrO2电极，起到活化渗滤液中Cl-，产生活性氯，氧化去除渗滤液中氨氮和有机物的作用，并将二者的强效电化学反应与臭氧氧化作用于同一单元，构建了强效电化学-臭氧耦合工艺，以此强化渗滤液二级出水有机物和总氮的去除。结果表明耦合工艺在电流强度为1.5 A，初始pH为7，铁粉吸附密度为0.42 g/cm2，臭氧投加量为4.58 mg/min时，对COD及TN的去除率分别为46.5%和79.81%。通过红外光谱（FT-IR）、电子顺磁共振波谱（EPR）、循环伏安曲线（CV）探究了工艺对有机物反去除机理，结果表明，耦合工艺中产生了·OH与·Cl多种活性物质，强化了渗滤液中脂肪族、酯、醚、酚等有机物的去除，提高了渗滤液的可生化性。耦合工艺与SBR小型生化系统联用后出水达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008）要求。
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CFRP不同约束方式下拉挤型GFRP管混凝土组合柱承载性能研究
为提升拉挤型玻璃纤维复合材料（GFRP）管混凝土组合柱承载能力，用碳纤维增强复合材料（CFRP）布以不同约束方式制作了5根试件，并进行轴压试验，得到了该约束组合柱的破坏模式；通过CFRP约束效应及该柱承载性能分析，建立了承载力计算模型。研究表明：试件破坏时拉挤型GFRP管及混凝土被压坏，部分试件伴有CFRP呈条带状撕裂。破坏形态随横向约束效应的增加，由典型的劈裂破坏向脆性压碎破坏及剪切破坏发展。试件承载力随CFRP间距减小逐渐增大，CFRP间距＜100mm时可大幅提高试件承载力，最大提高1.5倍以上，CFRP间距≥100mm时，对承载力提升并不明显。CFRP间距变化、布置方式对试件变形性能提高作用较为显著，可明显改善构件的延性。基于约束混凝土理论，考虑不同CFRP间距及GFRP承载作用效应所建立的试件承载力计算模型，其计算结果精度较高。
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石膏钙源微生物固化/稳定化锌污染粉土试验研究
汪平太, 邵光辉, 杨智, 黄容聘, 狄志强, 程本杰, 王杰
微生物固化/稳定化重金属污染土时,反应速率过快和高浓度盐离子对细菌活性的抑制作用,是阻碍单次搅拌工艺替代复杂多轮注浆工艺的瓶颈问题。采用低溶解度的石膏(二水硫酸钙)作为钙源,以钙盐掺量和锌污染浓度为控制变量,进行微生物单次搅拌固化/稳定化锌污染粉土试验,研究固化/稳定化锌污染粉土的强度、锌离子浸出浓度和形态的变化规律。试验结果表明,微生物处理锌污染粉土的无侧限抗压强度与锌污染浓度成负相关,采用钙盐掺量为20.2%时,锌污染浓度500mg/kg的污染粉土固化强度较未处理的锌污染粉土提高了77.3%,锌离子浸出浓度降低了87.3%；固化和稳定化后土中可交换态锌含量随钙盐掺量的增加而降低,土中重金属锌迁移性降低；电镜扫描、红外光谱和X射线衍射分析显示,固化/稳定化锌污染粉土中有碳酸钙、碳酸锌和碱式碳酸锌生成,碳酸盐晶体聚集形成多孔簇状团聚体。研究结果表明,基于石膏钙源的单次搅拌微生物矿化处理能显著提高锌污染粉土的强度,并有效稳定污染粉土中的锌离子,降低其迁移性,该技术用于固化/稳定化锌污染粉土场地具有良好的应用潜力。
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混凝土及其组成材料单轴破坏声发射特征研究
为探究混凝土及其组成材料损伤破坏的声发射特征之间的关系，开展了混凝土及其组成材料（水泥砂浆和石灰岩）单轴压缩试验，并统计分析了三者破坏过程中的声发射特征。结果表明：在濒临破坏时，三者产生的声发射信号峰值频率与幅度均会上升;三者的频率分布近似呈现正态分布，均在90~120 kHz区间占比最多;水泥砂浆与混凝土声发射动态b值趋势平缓，维持在相对较高数值区间,石灰岩动态b值呈现先增后减的趋势，在临近应力峰值时快速下降，预示着主破裂的来临;混凝土的整体b值与峰值频率分布均介于石灰岩和水泥砂浆之间,水泥砂浆与石灰岩混合之后的声发射整体b值与混凝土接近，体现了混凝土与其组成材料破坏的声发射特征的叠加效应。
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土体热力学性质及本构关系研究综述
随着可再生能源和地源热泵技术的不断发展，浅层地热能的开发逐渐成为国内外岩土工作者们的重点课题之一，但其理论研究远远落后于工程应用，尤其是土体在应力场和温度场复杂耦合作用下的力学机理研究尚不成熟。对于砂土、黏土、粉土等单一土体，国内外学者从温控试验和本构理论两个方面展开了相关研究，也取得了一系列的成果，对土体的热力学特性有一定的认识。为了更为全面深入的认识土体的热力学特性，使热本构模型在能源工程中更为贴合实际的进行推广和应用，本文首先概述了土体热力学性质的试验研究现状，随后，重点综述基于不同理论框架建立的土体热力学本构关系的国内外研究进展和现状，阐述热力学本构关系在实际工程中的应用，最后，针对目前存在的问题，提出进一步研究的建议，讨论并展望了土体热力学本构关系的研究发展趋势。
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路基不均匀沉降下无砟轨道受力变形特性解析解
采用无拉力Pasternak地基叠合梁理论提出考虑土体剪切和层间脱空的轨道变形解析法,研究路基不均匀沉降对双块式无砟轨道受力变形的影响规律。引入Heaviside阶梯函数描述轨道与路基的脱空行为,采用有限差分法求解微分控制方程,建立三维梁-体空间有限元模型进行对比验证分析解析模型的适用性及确定其适用范围。研究结果表明：路基沉降变形较平缓时,解析模型与有限元模型计算结果几乎无差异,随着路基沉降变形加剧 ,两种模型计算偏差越来越大；在路基沉降波长为20 m工况下,沉降幅值超过21 mm时,解析模型不再适用；在给定路基沉降幅值为20 mm条件下,解析模型适用于沉降波长大于19.8 m的路基沉降工况。
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高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性研究
在深地质处置库运营过程中，作为缓冲层材料的膨润土将长期处于高温强碱环境中，其物理性能会随时间发生劣化效应。为探讨高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性，对MX-80膨润土粉末进行了不同时长（t= 0、15、30、45、60、90d）的高温强碱作用预处理（温度T=90°C，碱溶液浓度CNaOH=0.5mol/L），通过室内试验研究了MX-80膨润土的比重、比表面积和膨胀指数等物理性能指标随反应时长t的变化规律，并选择部分代表性试样进行X射线衍射（XRD）试验和热重分析（TGA）试验，从微观角度对高温强碱条件下膨润土物理性能的时效性进行合理解释。试验结果表明，高温强碱作用预处理后MX-80膨润土的比重、比表面积和膨胀指数在0~45d内急剧下降，45d后趋于稳定，90d后三者降幅分别为13.6%、18.5%、58.1%；膨润土的主要矿物蒙脱石含量大幅减少，钠长石含量有所增加，90d后二者变化量分别为-23.3%、+3.7%；膨润土颗粒吸附的自由水、弱结合水和强结合水的含量减少，90d后三者含量分别减少2.84%、0.13%、0.24%；高温强碱条件下膨润土物理性能随时间发生劣化效应的根本原因在于膨润土中有效成分蒙脱石发生溶解，其含量下降导致比重、膨胀指数和比表面积降低
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胶结物对花岗岩残积土力学性能影响试验研究
胶结物对花岗岩残积土的力学性质有着重要的影响。以高岭石粉、蒙脱石粉、伊利石粉以及红黏土粉代替花岗岩残积土细粒制作重塑土样，分别开展抗压、抗剪、抗拉以及崩解试验，研究不同胶结剂对土体力学强度的影响。结果表明：经过高岭土处理的土体颗粒团聚体增多，团聚体之间形成了强度较高的骨架结构，但骨架间大量孔隙的存在为水的侵入提供了通道，导致土体的吸水性增强。受益于蒙脱石的遇水膨胀特性，其处理后的土体表面孔隙较少、结构密实，且膨胀体提供了高强度的胶结能力，使得土体的各种力学特征得到明显地改善。伊利石处理的土样各种力学强度都较低，但是土体表面却看起来比较密实，从土体表面分散的颗粒来看，伊利石粉更多的是作为细粒材料去填充大颗粒之间的孔隙，而不是作为强度较高的胶结物存在土体颗粒之间。经过物理击实，颗粒之间由于受到压缩造成了颗粒的咬合作用增强；同时经过长时间的水化反应，胶结物在颗粒表面形成了桥状胶结，在物理和化学的共同作用下，土体的力学强度得到了大幅度提高。胶结物的种类会对力学性能产生极大影响，一方面取决于胶结物自身特性，例如蒙脱石的遇水膨胀特性，另一方面取决于胶结物对于土体的结合作用，土样的抗压、抗剪、抗拉及抗崩解能力受胶结物与土样的结合方式所控制。该研究可以为花岗岩残积土的工程改良提供一定的理论和技术指导。
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带肋FRP筋与混凝土的粘结强度预测方法
目前有关带肋纤维增强复合材料（Fiber-Reinforced Polymer，FRP）筋粘结性能的研究还不足，本文收集了粘结纤维肋FRP筋（简称粘结肋FRP筋）和机械刻槽肋FRP筋（简称刻槽肋FRP筋）的试验数据，探究各参数对粘结性能的影响。结果表明两种带肋FRP筋的宏观破坏模式都是拔出破坏，在细观上粘结肋FRP筋主要为FRP筋肋的剪切剥落，而混凝土损伤较为轻微，大部分刻槽肋FRP筋表现为混凝土肋剪切破坏，二者的粘结强度随混凝土强度的增加而增大；增大保护层厚度可增强混凝土对FRP筋的约束效果，有助于提高粘结肋FRP筋的粘结强度，但对刻槽肋FRP筋几乎没有影响；增加相对肋高hrd和FRP筋肋宽比FR可提高粘结肋FRP筋的粘结强度；而刻槽肋FRP筋几乎不受hrd的影响，主要受混凝土肋宽比CR的影响，其粘结强度随CR的增加而增大；本文建立的粘结强度公式的计算值与试验吻合较好，预测精度高于设计规范，主要原因在于本文公式准确考虑了FRP筋肋成型工艺和几何特征对粘结强度的影响。
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装配式RC桥墩发展现状及研究展望
基于国内外相关工程案例，对装配式桥墩的结构体系进行介绍；从结构受力性能、耐久性、施工便利性等角度，对不同类型装配式桥墩的优缺点进行分析比较。通过分析既有研究成果发现：既有研究大多集中于桥墩的抗震性能，但涉及装配式RC桥墩的抗压、抗剪性能等研究仍较为少见，JTG/T 3365-05-2022虽提出了装配式混凝土桥墩的结构计算方法，但尚未根据不同类型的装配式桥墩的拼接构造特征，提出相应的局部构造的极限承载力验算方法；JTG/T 3365-05-2022、JTG/T 3364-2022针对部分类型的装配式桥墩的构造要求、施工工艺进行规定，一些地方标准已涉及装配式桥墩的抗震设计、施工、验收等，可用于指导部分类型的装配式桥墩的设计与施工，但其内容仍不够全面。在此基础上提出装配式桥墩在结构设计、施工、质量管控等方面存在的不足以及今后的发展方向，相关研究可为今后装配式桥墩的理论研究、工程应用，以及相关规范和规程的进一步补充完善提供参考借鉴。
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CFRP布对加固无腹筋混凝土梁抗剪贡献试验分析
开展了12根几何相似的CFRP加固无腹筋钢筋混凝土简支梁剪切破坏试验，分析了梁深、配纤率对梁剪切破坏模式与失效机制的影响，获得了CFRP条带的全过程应变分布情况，讨论了梁深和CFRP配纤率对CFRP条带抗剪贡献的定量影响。进而提出了CFRP抗剪贡献的计算公式，并与本文试验结果、他人试验结果及规范结果等进行对比分析。发现梁深对CFRP布抗剪贡献影响明显，即梁深增大时，CFRP布名义抗剪强度显著降低。梁高由300 mm变化至1200 mm时，CFRP名义抗剪强度下降约50%，具有明显的尺寸效应；不同尺寸下，CFRP布名义抗剪强度均随着配纤率〖 ρ〗_f 的增大而增大，但随着配纤率〖 ρ〗_f 的增大，名义抗剪强度增大幅度减小，呈现出非线性增长趋势；所建立的CFRP抗剪承载力计算公式能较为科学地预测不同配纤率及截面尺寸下的CFRP抗剪承载能力。
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UFC对泥炭土环境下水泥土影响分析
曹净, 孙华峰, 黄思洋, 孔程, 刘方毅, 刘富华, 田林, 朱伟明
云南环滇池、洱海地区泥炭土地基的处理问题对实际工程项目提出了越来越大的难题，仅依靠普通水泥加固泥炭土时已满足不了要求。本试验采用在有机质含量较低的冲洪积黏性土中掺入胡敏酸、水泥、并变化超细水泥（UFC）掺入占比制备成水泥土试样。然后，将其浸泡于富里酸液中的试验方法来模拟泥炭土环境中的水泥土。本研究通过对浸泡时间为28d、90d的水泥土试样进行无侧限抗压强度（UCS）试验和扫描电镜（SEM）试验，分析了掺入UFC对泥炭土环境中水泥土强度的影响。试验结果如下：在不考虑胡敏酸和富里酸的影响时，掺入UFC可明显提高水泥土的UCS，其细颗粒快速水化生成大量的胶凝产物提升了土体骨架的联结性同时填充了孔隙。但UFC掺入占比增加后因细颗粒过多所形成的团聚体结构降低了水泥的水化速率和水化程度，进而使得水泥土的UCS增长率不明显。泥炭土环境下，胡敏酸在物理和化学方面都对水泥土的UCS产生了显著的削弱作用。而UFC凭借其粒径小、表面能高、结合能力强的特点可适当削弱胡敏酸对水泥土造成的不利影响。此外，富里酸对浸泡时间为28d、90d的水泥土UCS具有一定的增强作用，而且添加UFC后可适当促进富里酸对水泥土UCS的增强效果。扫描电镜（SEM）试验结果表明，随着UFC掺量的增加，水泥水化产物明显增多，水化产物和土颗粒间的胶结作用明显增强。水泥土孔隙的孔径显著减小、连通性显著降低，结构整体性增强。
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工业废渣改良泥水盾构渣土的路用性能试验研究
为实现泥水盾构废弃渣土的资源化利用，在石灰这一传统改良材料的基础上，通过掺入碱渣、脱硫石膏等工业废渣，以期将盾构渣土改良为路基填料。通过室内击实试验、CBR试验、无侧限抗压强度试验、干湿循环试验以及微观试验，研究了石灰-碱渣、石灰-脱硫石膏改良盾构渣土的力学性能及其浸水稳定性与耐久性，并分析了其改良机理。结果表明：掺入改良材料后，渣土的力学性能得到了很大改善，水稳性与耐久性也大幅提高，具有较好的路用力学性能，其中石灰-脱硫石膏组的整体水稳性与耐久性优于石灰-碱渣组，干湿循环的过程中，掺3%脱硫石膏的试样耐久性相对较好，在循环期间仅出现细小裂缝并未贯穿试样。研究表明，盾构渣土经过石灰与脱硫石膏等复合改良后具有良好的路用力学性能，可以作为路基填筑材料使用。
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基于离散元法的水泥稳定碎石微裂细观机理研究
为探究水泥稳定碎石微裂细观演化机理，构建了细观非均质水泥稳定碎石数值模型，结合室内无侧限抗压强度试验和单轴压缩数值试验反演出模型细观参数，引入微裂隙网络研究不同裂隙参数对微裂程度的影响，分析不同裂隙数目下系统能量演化规律。结果表明：数值模拟与室内试验结果基本吻合，构建的水泥稳定碎石离散元模型可较为准确地表征材料细观破坏特征；微裂损伤是二次振动加载后裂隙宽度增大和裂隙数目增多共同作用的结果，裂隙密度对水泥稳定碎石微裂程度起决定性作用；裂隙密度增加，材料储存弹性应变能能力减弱，峰值点水泥稳定碎石材料的输入总能量降低。验证了早期微裂对于降低收缩应力的积极作用，揭示了水泥稳定碎石材料微裂力学特征和细观机理。
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铝离子絮凝剂的引入对微生物加固砂土试验的影响
灌注次数过多制约了微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）在实际工程中的应用。为了减少灌注次数、提高胶结效率，本文研究了一种MICP加固强化方法，即在胶结液中添加铝离子絮凝剂，以提高MICP加固速率和加固效果。开展了MICP砂柱试验，探究胶结液中加入不同浓度AlCl3?6H2O对砂柱加固效果的影响。在水溶液试验中，观察不同溶液条件下沉积物生成情况及溶液pH变化。并通过XRD、SEM试验，研究了铝离子絮凝剂对沉积碳酸钙的成分及形态的影响。研究结果表明：与常规方法的对照组比较，胶结液中加入适量铝离子絮凝剂后，灌注3次后砂柱即可形成有强度的固结体，灌注5次后砂柱无侧限抗压强度可达到1.7Mpa，而常规对照组达到相同的强度需要灌注10次。
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基于小波的神经网络盾构泥水分离系统参数预测
泥水盾构穿越复合地层时，掘进控制参数和泥水分离系统参数往往出现大幅波动现象，影响施工安全和掘进效率。泥水分离系统参数提取处理困难，现阶段针对盾构泥水分离系统预测的研究鲜少。依托京沈客专望京隧道，针对地层状况采用筛分、双旋流、离心/压滤固液分离协同控制技术，解决了盾构掘进与泥浆处理的矛盾；采集盾构掘进参数（掘进速度、刀盘转速、总推进力、贯入度）和泥水分离参数（进排浆量、比重、粘度），通过Cook距离离群检测和小波阈值去噪处理提升数据质量；以双旋流分离比重比值、粘度比值等12个参数为输入，排浆量、排浆比重和排浆粘度为输出，建立了BP神经网络泥水分离系统参数的预测模型，并选取3个不同地层环段进行预测对比分析。预测结果表明：预测平均绝对误差均在5%以内，该预测模型在复合地层下仍具有较高的准确性，可为同类型盾构施工在风险预测和参数选取提供参考。
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钢纤维增强碱矿渣再生骨料混凝土力学性能
碱矿渣再生混凝土是以碱激发胶凝材料替代水泥，再生骨料取代天然石子制备而成的新型混凝土，可有效降低波特兰水泥用量，提高废弃混凝土利用率，但尚未见其力学性能的相关研究。本文开展了钢纤维取代率和再生骨料取代率对碱矿渣再生混凝土抗压性能、劈裂抗拉性能和抗折性能影响的研究，研究表明：随着再生粗骨料取代率的增加，碱矿渣再生混凝土的抗压强度fcu、劈裂抗拉强度ft和抗折强度fw均降低，再生粗骨料取代率为100%时降低幅度分别为30%、10%和15%；碱矿渣再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随钢纤维体积取代率增加先提高后降低，钢纤维体积取代率为0.6%时，抗压强度和抗折强度达到最大值；碱矿渣再生混凝土抗折强度随钢纤维体积取代率增加而增加。
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考虑土柱半径的疏浚淤泥真空固结计算研究
预制竖向排水板（PVD）-真空预压技术是处理疏浚淤泥地基常用的有效方法之一。然而，在使用真空预压法处理疏浚淤泥过程中，PVD周围会产生自上而下半径逐渐减小的致密土层（土柱），从而延缓土体的固结速率。基于以上现象，本文假设土柱半径随深度呈线性衰减，并基于等应变假设，在Hansbo固结理论的基础上推导了考虑土柱半径随深度衰减的固结方程。同时，通过上述方程进行计算，探究了土柱淤堵区的渗透系数大小、土柱半径的大小以及土柱半径的衰减程度对土体固结速率的影响，并与已有室内试验实测数据进行了对比。结果表明：土柱淤堵区渗透系数越小，孔压消散越慢，固结速率越慢；随着土柱半径逐渐增大，土体的固结速率逐渐降低；土柱半径衰减后的残余系数越小，土柱半径衰减程度越大，对软弱区土体固结的影响越小，土体的固结速率越快；在考虑土柱半径衰减的情况下，本文计算结果与试验实测结果吻合较好。
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Q550E高强钢及焊接接头疲劳裂纹扩展试验与数值模拟
焊接构造是钢桥的薄弱部位，在反复车辆荷载作用下，疲劳损伤正逐步成为影响桥梁服役安全的关键问题之一。本文以Q550E高强钢为研究对象，开展了母材和对接焊缝接头的静力拉伸和疲劳裂纹扩展试验，建立了母材及焊接连接件的疲劳裂纹增长模型，揭示了应力比对高强钢焊接节点疲劳裂纹扩展速率的影响规律。开展了基于FRANC3D和ABAQUS的联合仿真模拟分析，通过敏感性分析明确了关键影响参数。结果表明：随应力比增大，疲劳裂纹扩展速率参数m增大、lgC减小，应力强度因子门槛值减小；对接焊缝m值约为母材的2倍，对接焊缝裂纹门槛值大于母材，且对应力比更敏感；联合仿真方法可准确预测高强钢焊接接头疲劳寿命，高应力比下试件厚度和初始裂纹深度对疲劳扩展影响显著。
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磷石膏团粒的制备与填充效应验证
将磷石膏用于建筑材料的制备，是规模化消纳磷石膏的有效方式。然而，用粉末状态的磷石膏直接掺入，存在产生面源污染的风险。为此，论文提出制备以磷石膏为主要原料的压制团粒，以团粒的形式填充于胶凝材料。与此同时，利用水泥胶凝团粒，制备填充试样，开展抗压强度、磷（氟）污染物测定、孔隙结构分析、微观形貌分析等试验，验证磷石膏团粒的填充效应。研究结果表明，较粉末填充试样而言，团粒填充试样的强度性能更具优势，其磷（氟）固定效果也更佳，试样浸泡90 d后，其浸泡溶液中氟离子浓度为0.035 mg/L，磷离子浓度为0.35 mg/L，均满足一级排放标准，另外，通过孔隙结构分析以及微观形貌分析解释了团粒填充试样所展现出的优异性能。论文成功验证了磷石膏以团粒的形式填充于建筑材料具有良好的填充效应。
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基于轻量化卷积神经网络的桥梁斜拉索PE护套损伤识别方法研究
近年来深度神经网络和计算机视觉技术在结构健康监测中发挥了越来越重要的作用。本文通过无人机航拍采集的桥梁斜拉索损伤图像数据研究深度学习技术进行斜拉索PE护套损伤识别。为实现在较低运算能力设备上对大跨度桥梁斜拉索表面局部损伤的智能快速识别，解决在当前研究中传统深度卷积神经网络的运算效率相对较低、模型参数规模较大的问题，本文提出轻量化处理的区域推荐型卷积神经网络模型。首先，介绍了区域推荐网络与其轻量化改进方法的理论基础，分析了轻量化模型处理的必要性，其能够在保证识别精度的前提下降低模型训练与预测的设备性能需求，达到节约计算资源与时间的目的；其次，通过数据增广多手段解决损伤样本数据量不足的问题，设置对比试验，统计分析结果，验证了轻量化神经网络模型的优越性。结果表明，轻量化网络在少量牺牲识别准确度的前提下，能够在较大程度上实现对模型复杂度与计算量的改进，在工程应用中能够有效拓展神经网络的实用性。
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等扩展度条件下骨料包裹砂浆层的影响因素研究
水泥（砂）浆在混凝土中起到了胶凝和润滑的双重作用，其用量随着混凝土流动性要求的提高而增大，已有研究表明浆体过多会导致混凝土体积稳定性问题，环保绿色程度低，但骨料级配等因素对混凝土中合理浆体用量的影响研究尚不多见。在粗骨料低空隙率的前提下固定粗骨料用量不变，调整砂浆用量来控制混凝土扩展度，研究了骨料级配和砂浆流变特性对粗骨料包裹砂浆层厚度及用量的影响。试验结果表明：粗骨料的几何平均粒径增大，包裹砂浆层厚度单调增加，包裹砂浆用量会呈现先减小后增大的趋势，存在最优几何平均粒径；扩展度要求越高，包裹砂浆层厚度及包裹砂浆用量越大，最优几何粒径越小；当粗骨料级配不变时，包裹砂浆层厚度和包裹砂浆用量均随砂浆屈服应力和塑性黏度的增大而增大。
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微生物结合碳纤维加固钙质砂的高强度试验研究
本文研究了微生物诱导碳酸钙（MICP）结合碳纤维固化钙质砂的效果及机理。先通过低轮次注浆试验探究碳纤维对MICP加固钙质砂效果的影响，并确定碳纤维的最佳掺量及长度，然后开展高轮次注浆试验，研究了MICP胶结液无法再注入时的砂柱强度，通过试验结果的对比和扫描电镜等分析，分析了微生物、碳纤维及钙质砂间的作用机理。试验结果表明掺加碳纤维能显著提高微生物加固钙质砂的强度。在低轮次注浆试验中，掺加碳纤维能有效提高碳酸钙的生成量及试样强度，纤维组的碳酸钙生成量比无纤维组对照组提高了15%~34%，试样强度提高了135%~217%。在MICP胶结液无法再灌注入砂柱的情况下，纤维组的强度比无纤维组提高了11%。
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絮凝-固化-真空预压联合处理废弃淤泥(浆)试验研究
韩超, 俞越中, 柏彬, 董超强, 章荣军, 范舟, 吴巍, 孙科
经絮凝调理和化学固化改性处理后,可改善高含水率淤泥初始不良工程特性,若将废弃淤泥(浆)资源化利用为路堤填料,势必对处理后淤泥强度有一定要求。作者近几年探索并证实了絮凝-固化-真空预压联合法(简称VP-FSCM)可以有效处理高含水率淤泥浆(含水率>300%),并将其转化为路堤填料。本研究通过开展一系列室内模型箱试验,一方面,探索VP-FSCM工艺处理废弃淤泥(含水率约为150~300%)的可行性和高效性；另一方面,优化VP-FSCM工艺在处理淤泥中的外加剂配方(类型和掺量等)。试验结果表明：(1)VP-FSCM处理废弃淤泥后土体28天不排水抗剪强度为絮凝-固化法(FSCM)处理废弃淤泥后的2.76倍,证实了VP-FSCM处理废弃淤泥的高效可行性；(2)沉降脱水和力学等特性结果表明,VP-FSCM工艺处理废弃淤泥的最佳外加剂种类为水泥(OPC)、高炉矿渣(GGBS)、生石灰(CaO)和聚丙烯酰胺(PAM),且最优掺量分别5%、5%、1.5%和0.12%；(3)在最佳外加剂类型和掺量条件下,真空压力越高,处理后的废弃淤泥强度越高,养护后含水率越低。
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原位支撑保护下埋地箱涵支撑点间距计算方法研究
地下电力管线常以箱涵包裹的形式埋于土体，当地下工程施工涉及此类既有管线时，一般采用原位支撑保护法确保箱涵在施工过程中的稳定性，目前支撑保护法中支撑点间距的确定主要依赖于工程经验，本文考虑箱涵截面属性以及在土中的沉降效应，分别建立箱涵中跨段和端部的力学模型，计算箱涵竖向位移，推导支撑点容许最大间距值，提出了原位支撑保护下埋地箱涵支撑点间距计算方法，并以南京地铁五号线云南路站大直径管涵原位保护工程实例验证了该计算方法的准确性和工程适用性，同时通过数值模拟进一步分析了埋地箱涵全跨纵向变形规律和参数敏感性。研究表明：箱涵边跨段支撑点间距为8m，中跨段间距8.73m，全跨总计至少需要设置12个支撑点；在参数放大3倍范围内，随着加固深度、宽度、土体压缩模量的增加，箱涵位移逐渐变小；埋地箱涵支撑点间距计算方法可为类似工程设计提供参考。
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磷石膏/木质素固化铅污染土的无侧限抗压强度研究
采用工业固体废弃物磷石膏、木质素对人工配制铅污染土进行固化处理。通过无侧限抗压强度试验，探究固化剂掺量、养护龄期对不同程度铅污染土固化后应力-应变曲线、破坏形态及无侧限抗压强度的影响规律，对比分析两种固化剂的固化效果，并采用扫描电镜试验分析土样固化前后微观特性。试验结果表明，磷石膏、木质素均可增大固化土的无侧限抗压强度，减小破坏应变；固化土的无侧限抗压强度随磷石膏掺量增加呈持续上升趋势，随木质素掺量增加呈先上升后下降趋势；延长养护时间能有效提高固化土无侧限抗压强度。随固化剂掺量和养护龄期的增加，土体内部胶结水平提高，土样破坏形态从局部张裂逐渐转变为剪切破坏，呈现脆性破坏特征。两种固化剂固化土效果各有优劣，木质素对于高浓度铅污染土的固化效果优于磷石膏，抵抗变形能力更好，而磷石膏短期内提升强度能力及对铅的固定效果更好。扫描电镜（SEM）试验表明，固化剂可起到填充孔隙、胶结土颗粒的作用，水化产物在土体内形成致密结构，宏观表现为强度增强。
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含EPS垫层及轻量填土挡墙墙后土压力及减载效应研究
挡墙墙后铺设柔性垫层或回填轻量土，对其优化设计和降低成本有着重要的工程意义。通过开展不同级别荷载下的挡土墙物理模型试验，分析了墙后铺设EPS柔性垫层、回填泡沫轻量土及其同时施加时的墙后土压力大小及分布特征，并探讨了相应的减载效应。结果表明：挡土墙铺设柔性垫层、回填轻量土或二者同时施加时，墙后土压力随埋深均呈现出先增大后减小的“鼓肚”状非线性特征，土压力最大值多出现在1/2墙高处；同等荷载作用下，仅回填轻量土的减载效果相对较弱，减载率为10%-25%，而铺设柔性垫层的最大减载率较之提高了1.5倍，当两者同时施加时减载效果最强，最大减载率相应提高了近3倍；柔性垫层减载效果随着厚度的增加其增幅逐渐降低，但泡沫掺量对墙后回填轻量土的减载率影响更为敏感。工程中可考虑采用中等厚度的垫层，若墙后填土附加荷载较大，可适当提高回填泡沫轻量土的掺量。
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非饱和黄土水蒸气吸附特性研究
为研究非饱和黄土对水蒸气的吸附特性,采用蒸汽平衡法开展不同湿度环境下的等温吸附试验,分析水蒸气在非饱和黄土表面的吸附行为,并探讨温度、矿物成分及含量、干密度对土体吸附性能的影响。试验结果表明,非饱和黄土水蒸气吸附量随相对湿度的增加而增加,整个过程包含了单层吸附、多层吸附和毛细凝聚3个阶段,且GAB 模型可以用来描述非饱和黄土的水蒸气吸附过程。水蒸气吸附量与温度之间存在明显的负相关关系,相对湿度恒定,水蒸气吸附量随温度的升高而降低。非饱和黄土的水汽吸附与矿物组成密切相关,黏土矿物含量直接影响着其水蒸气吸附能力。此外,干密度对水蒸气吸附量的影响可分为两个阶段,在相对湿度RH＜80%时,水蒸气吸附量随干密度的增大而增大,直到进入毛细凝聚阶段,随着干密度的增大,水蒸气吸附量不再增大反而有所降低。
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PHD-PVD真空预压联合电渗法处理工程废浆的试验研究
为了改进传统真空预压法的缺陷，提出一种PHD-PVD真空预压联合电渗处治工程废浆的方法，通过六组大型室内模型试验，对工程废浆固结过程中的排水量、电流强度、沉降值等进行了监测，通过压汞试验分析了土体的加固效果，研究了真空泵和电源的间歇断开等对PHD-PVD真空预压效果的影响。试验结果表明，电渗法的联合有效地提升了PHD-PVD真空预压法后期的排水效率，远端土体固结程度较高；断开式处理一定程度上缓解了排水板附近的淤堵，使排水效果得到提升。压汞试验结果表明，采用间歇断开式的PHD-PVD真空预压联合电渗法处理的工程废浆，其峰值孔径更小，土体微观结构更加致密。
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真空热固结联合强夯处理工程废浆试验研究
为解决真空热固结过程中热量与真空负压在土体中衰减，而导致土体加固效果不均匀的问题，利用强夯法能改善土体密实度的特性，将真空热固结法与强夯法联合应用于工程废浆的加固处理中。通过四组室内模型试验，研究了不同夯击时机对土体加固效果的影响。结果表明：在沉降速率为4cm/3d时为最佳夯击时机，土体表面平均沉降比其他试验组提高26.5%、11.72%和3.74%，对工程废泥浆的处理效果最佳，能有效的解决真空热固结下深层土体加固效果差的问题，并提高土体的均匀性。通过微观结构分析发现，合适的强夯时机下，由于土颗粒之间的孔隙重分布，导致土体密实程度更高，十字板剪切强度随之增加。此外，内部孔隙重分布产生微裂缝形成的排水通道对排水有一定的促进作用，进一步提升了固结效果。所以在合适的夯击时机下，对土体的十字板剪切强度与固结度均有促进作用。
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静停时间对长江下游蒸养疏浚砂浆特性影响
由于长江下游航道疏浚产生了大量的疏浚砂,疏浚砂的资源化利用受到重视。利用疏浚砂部分取代机制砂制备砂浆,研究不同静停时间对疏浚砂砂浆特性的影响,测试了不同龄期的抗压强度,通过X射线衍射、扫描电镜、压汞技术,分析了不同静停时间不同疏浚砂取代率砂浆的微观特性。结果表明：随着静停时间的增加,90d抗压强度逐渐增加,抗渗性能也得到明显改善；掺入疏浚砂使得砂浆的抗压强度有所提高,且随着疏浚砂取代率的增加先增大后减小；疏浚砂砂浆的抗压强度与疏浚砂取代率有较大关系,其影响程度和静停时间有关,疏浚砂对低静停时间有较突出的增强效果；疏浚砂有效地改善了因蒸养造成的孔结构粗化和孔隙增大等问题,适宜的疏浚砂取代率对蒸养砂浆性能的改善效果明显。
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基于骨料架构-固化技术对开挖淤泥加固的试验研究
为了对淤泥和建筑垃圾进行处置，并实现二者的共同资源化利用，将建筑垃圾作为骨料并按淤泥的质量比的15%添加到淤泥中，并在现场展开对淤泥的原位固化实验。试验结果表明，当固化剂掺量为8%时，固化淤泥土强度较高，养护28天后的室内无侧限抗压强度可达320kPa；现场原位固化试验中，根据静力触探试验估算土体的承载力特征值为146kPa，平板荷载试验检测土体承载力特征值为190kPa，对淤泥的固化效果明显。低剂量固化剂添加到淤泥中，固化淤泥土强度较低，骨料的架构作用不明显；当固化剂掺量为8%时，固化土的强度较高，骨料的架构作用有利于提升固化淤泥土的承载力，土体的承载力特征值可达325kPa，架构作用对固化淤泥土强度的提升率为71.05%，对固化淤泥的压缩模量提升率为55.02%。
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木质素改良膨胀土工程特性及微观机理研究
为了探究木质素对于新乡地区弱膨胀土的作用效果，通过室内试验、ESEM（环境扫描电子显微镜）试验、XRD（X射线衍射）试验探讨了木质素改良膨胀土的物理力学特性、微观结构及孔隙特性、矿物成分变化以及木质素与土体间的相互作用机理。试验结果表明：采用木质素改良膨胀土时，3%木质素抑制膨胀土膨胀性效果最好，并且此时土体抗压强度最高。土体中孔隙结构十分复杂，孔隙排列定向性较差，木质素胶结物可以填充土体孔隙使其微观结构更加密实。木质素在膨胀土中起到的是一种胶结作用，并不能与膨胀土反应生成新的矿物成分，与土作用时稳定性较好，属于物理改良。
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基于贝叶斯网络的深基坑承压水风险分析评价
针对目前深基坑承压水风险分析研究存在分析方法单一、事前风险评估理论不足、施工全过程动态风险预测缺乏等问题，本文提出了基于贝叶斯网络（BN）的深基坑承压水风险分析方法，实现了承压水风险事故的事前分析和施工全过程的动态风险评价。该方法从环境、设计、施工、管理等方面建立了深基坑承压水风险评价指标体系，构建了静态BN风险分析模型，完成了风险概率预测、事故因素诊断、致灾因子识别等事前风险评估内容；在此基础上，通过设定风险转移节点和观测节点，引入Noisy-Max假设，实现了基于监测数据的动态BN施工全过程承压水动态风险分析预测；最后，以江阴靖江长江隧道江北深基坑工程为例，分析确定了本工程的承压水风险等级，进一步明确相关风险因素，准确预测出了该工程的动态风险变化。研究结果表明，该风险分析方法具有较高的适用性和合理性，能够为深基坑施工安全提供切实的指导和帮助。
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氯离子在开裂混凝土中等效扩散系数分析方法
氯离子侵蚀对于钢筋混凝土结构有着严重的劣化作用,混凝土中的裂缝为氯离子的扩散提供了快速通道,加速了结构耐久性失效。因此,本研究综合考虑裂缝密度,裂缝内界面粗糙度和裂缝的取向度影响,结合机器视觉识别裂缝,构建了开裂混凝土的代表性单元体积(REV)模型并计算其等效扩散系数,最后将已有文献中的试验结果与基于REV模型的计算结果进行对比。结果表明：不同盐冻条件下的平均相对误差为1.6%,完成28次盐冻后不同初始裂缝条件下的平均相对误差为2.9%,结果较为吻合,表明本文提出的开裂混凝土氯离子等效扩散系数具有较好的可靠性。
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升温机制及冷却方式对碱矿渣混凝土高温后抗压强度的影响研究
本文研究了升温速率（5℃/min、10℃/min）、恒温时间（1h、2h）和冷却方式（自然冷却、浇水冷却）对碱矿渣混凝土高温后残余抗压强度的影响。并从胶凝材料基体微观结构的高温变化对混凝土抗压强度变化进行了分析。结果表明：升温速率较大的情况下，当温度低于 400℃时，热应力影响不明显，较短的受热时长有利于残余强度的保持，随温升至 800℃，热应力影响显著，混凝土残余强度明显降低；800℃之后，热应力达到一定程度，受热时长的缩短使强度在一定程度上得以保持。恒温时间的延长会加剧胶凝材料基体结构及基体-骨料界面过渡区的劣化效应，从而引起混凝土残余强度的降低。浇水冷却降低了水化产物 C-S-H 凝胶的分解温度，并在混凝土内产生热应力，不利于残余强度的保持。
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考虑土体参数不确定性的基桩多目标优化算法
为得到满足可靠性要求的基桩最佳设计方案，在有效控制基桩沉降量的情况下，尽可能地减小基桩造价。本文以中国尊大厦基桩为算例，考虑土体极限阻力不确定性，采用非支配排序遗传算法-II（NSGA-II），针对种群中的个体进行非支配解选择排序和拥挤距离比较。将桩径和桩长视为优化设计变量，以基桩承载力的目标可靠指标作为约束条件，工程造价和单桩沉降量的最小值为目标函数，得到Pareto最优解集。此算法解决了传统多目标优化方法在缺乏经验的情况下优化效果不佳与速度慢的问题。进而，采用基于熵权理论的TOPSIS法对Pareto最优解集中的每一个解进行赋权后，筛选出相对贴近度最大的方案。研究结果表明：最优方案在造价和桩沉降量上均优于原设计方案，这说明建议的基桩优化设计方法具有可行性。
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基于极限分析理论的复合地层中双模盾构开挖面稳定性研究
针对目前双模式盾构在复合地层土岩交界面进行掘进模式转换过程中掘进面稳定性研究中存在的问题，本文采用空间离散技术构建了双模式盾构在穿越土岩交界面过程中开挖面前方岩土体的二维破坏机制。利用该破坏机制和极限分析上限定理推导得到了极限状态下土舱压力的目标函数，通过优化计算得到了盾构机在穿越土岩交界面过程中维持开挖面稳定性所需的土舱压力上限解，并讨论了不同参数对土舱压力及开挖面前方岩土体破坏模式的影响。在此基础上基于可靠度理论，建立了土舱压力的可靠度模型，并给出了复合地层中容许可靠度下维持开挖面稳定性最小土舱压力的建议值。研究结果表明：盾构机在穿越土岩交界面过程中维持开挖面稳定性所需的土舱压力随着盾构机与土岩交界面距离的减小而减小；开挖面前方岩土体的破坏范围随着界面倾角的增大而增大。
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地质聚合物固化土研究现状及展望
地质聚合物（Geopolymer）作为一种新兴的土壤固化剂，是一类以富硅铝酸盐矿物为前驱体，在碱激发剂作用下形成的绿色无机胶凝材料，具有力学性能良好、耐久性优异以及低碳环保等优点，能够有效克服水泥/石灰等传统土壤固化剂能耗高、污染大以及耐久性差等缺点，被国内外学者普遍认为是传统土壤固化剂的理想替代品。为明确地质聚合物对土壤的加固机理和增强效果，本文回顾了近年来地质聚合物固化土的研究进展。首先介绍了地质聚合物固化土的反应机理；其次详述了不同因素对地质聚合物固化土无侧限抗压强度和抗剪强度等力学性能的影响研究；然后讨论了地质聚合物固化土在冻融循环、干湿循环以及化学离子侵蚀等作用下的耐久性；最后对地质聚合物固化土技术未来发展方向进行了展望。
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橡胶粉改性PE-ECC的静力及抗冲击性能
为研究橡胶粉改性聚乙烯纤维增强水泥基复合材料(PE-ECC)的物理力学性能,对掺入不同粒径橡胶粉的PE-ECC进行静力和抗冲击性能试验。通过分析橡胶粉PE-ECC的弹性模量、泊松比、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度,探讨橡胶粉粒径对PE-ECC基本力学性能的影响；与此同时,利用分离式霍普金森压力杆(SHPB)进行橡胶粉PE-ECC的抗冲击性能试验,基于不同应变率下的动态应力-应变曲线,分析应变率对橡胶粉PE-ECC动态增长因子(DIF)、动态压缩强度和动态峰值应变的影响。结果表明：随着橡胶粉的加入,PE-ECC的各项物理力学性能均有一定程度的下降。橡胶粉粒径为0.20~0.90mm时,体积掺量为10%、粒径大小为0.30mm的橡胶粉PE-ECC各项力学性能降幅最小,其立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量和动态抗压强度相对无橡胶粉PE-ECC分别降低了8.9%、15.6%、10.8%和23.4%。与无橡胶粉PE-ECC类似,橡胶粉PE-ECC的受拉应变硬化特征明显,掺入不同粒径(0.20~0.90mm)橡胶粉的PE-ECC极限拉应变均稳定在4.6%左右。此外,橡胶粉粒径对PE-ECC动态峰值应变的影响较小,但随着冲击应变率的提高,橡胶粉PE-ECC的动态增长因子DIF、动态抗压强度和动态峰值应变逐渐增大,其动态峰值应变的应变率增强效应明显。
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考虑尺寸效应影响的钢筋混凝土构件纯扭承载力计算方法
在实际受力状态中，钢筋混凝土柱/梁除了受到轴力和弯矩的作用，还可能存在扭矩的作用。在扭矩存在的复合受力状态下，构件的破坏更为严重且较难预测。扭转破坏常表现出脆性破坏特征，从而具有明显的尺寸效应现象。近年来钢筋混凝土构件的抗扭设计问题受到了广泛关注。现行的设计规范是基于小尺寸试件的试验数据外推而来，并未考虑尺寸效应的影响，对大尺寸试件承载力预测值的安全度有待商榷。本文总结了钢筋混凝土柱名义抗扭强度尺寸效应规律，建立了能定量反映配箍率影响的名义抗扭强度尺寸效应律公式。进而，通过引入尺寸效应系数αh，建立了考虑结构尺寸影响的钢筋混凝土构件纯扭承载力建议预测公式，从而保证了大尺寸试件承载力预测值的安全度。通过现有试验数据的对比，证明了修正公式可有效提高大尺寸试件承载力预测值的安全储备。
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碳化作用对固化铅污染土强度特性和微观结构的影响
碳化作用是影响水泥固化重金属污染土耐久性的一个重要因素。为探明长期服役过程中碳化作用下固化污染土强度特性的演化规律，人工配制铅污染土，采用水泥固化处理后进行碳化试验，分析碳化作用和压实度对固化土无侧限抗压强度的影响规律，并通过扫描电镜和压汞试验，分析碳化作用对微观矿物形态和微观孔隙结构的影响。试验结果表明，碳化作用下固化铅污染土的无侧限抗压强度降低，15 %水泥掺入量的固化土强度降低44 % ~ 45 %，这是由碳化反应产物填充增强效应和土颗粒间胶结作用减弱共同作用的结果。固化土强度与孔隙率具有很好的幂函数关系，揭示了填充作用对固化土强度的影响。碳化作用下固化铅污染土中观察到较多的结晶状态良好的碳化反应产物CaCO3，固化土总的孔隙体积减小，< 0.01 μm的凝胶孔和0.01 μm ~ 0.1 μm的小毛细孔所占的比例减少，0.1 μm ~ 10 μm的大毛细孔和> 10 μm的大孔隙所占的比例增加。
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施工顺序对微型钢管桩加固既有基础变形影响试验研究
微型钢管桩由于其施工效率高、对周围环境友好等技术优点，被广泛应用于既有建筑物的增层改造、加固及纠偏工程中。施工顺序会影响加固或纠偏效果、甚至建筑物安全性能，然而围绕施工顺序对微型钢管桩加固既有基础的变形特性影响的研究仍相对不足。基于透明土材料和数字图像处理技术，开展不同沉桩顺序（逆时针、顺逆时针结合、Z字型及对称型）条件下既有基础微型桩加固的可视化模型试验，分析加固过程引起的桩周土体位移场变化以及不同沉桩加固顺序对既有承台的影响规律，并指出最优的加固方案。试验结果表明，本文试验条件下，承台下端桩承台面下方的桩对桩周的土体有挤密作用，在承台周边压桩时，承台下端桩承台面下方的桩周围土体位移较小，相对于无承台情况影响范围缩小42%，最大位移缩小36%；本文试验条件下，对称加固顺序相对最优，施工过程中对既有基础的抬升位移仅为最不利加固顺序时的56%。
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分级循环卸-加围压下粉砂岩力学特征研究
针对不同的实际工程，开展不同应力路径的实验来研究岩体的力学特性是解决实际问题的关键。为研究围压循环卸-加载此特殊应力路径下粉砂岩的力学特征，采用MTS815岩石力学测试系统开展不同轴力水平下分级循环卸-加载围压试验，分析研究了不同轴力水平下轴、环向塑性应变及弹性模量的演化特征。并结合耗散能量的计算，分析了能量演化与试件变形破坏之间的关系。结果表明：随着循环次数的增加，滞回环往应变增大方向移动，卸-加围压应力-应变曲线逐渐闭合，滞回环间距整体表现为由“疏”到“密”的变化特征；单一变量时，围压卸载等级越低弹性模量越低，轴力水平越低弹性模量越高，弹性模量受轴力水平和围压卸载等级两种参量共同作用；单次循环中环向塑性应变在数值上总是大于对应的轴向塑性应变，循环卸-加围压特殊应力路径下，高轴力水平下岩石抵抗塑性变形能力要强于低轴力水平；岩石破坏最终所耗散的总能量与轴力水平一定程度上呈线性正相关。
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水化蒙脱石拉伸力学特性的分子动力学模拟研究
了解蒙脱石在拉伸状态下的力学行为在地球科学、岩土力学等领域至关重要，但现有的理论和方法难以在小间距范围内预测其水化力学性质及关键机理。本文通过编写施加应力-计算应变Perl语言脚本，首次进行了不同水化量蒙脱石拉伸应力下的分子动力学计算模拟与应力应变分析，确定了其不同应力阶段的力学特性、相互作用机制和微观结构演化。结果表明：蒙脱石内层水化对于极限应力和拉伸模量的弱化效应明显，且在水化初期弱化幅度会更大；体积水化膨胀主要源于晶格长度c的线性增长。Z方向的拉伸模量远小于平面内，即应力对表面Z方向的力学行为影响最大，当达到极限拉应力后，会出现整层分离的破坏现象；内层是大部分形变的主要原因，并且支配着蒙脱石的拉伸力学性能；Z方向拉应力主要造成晶格长度c和晶格角β的增加，而在X和Y方向拉应力下，则主要发生β的减少和增加。层电荷密度越高，结合水膜越密实，形成氢键数目越多，体积和晶格长度c越小，抗拉力学性能也越强。本工作定量揭示了蒙脱石在不同水化、拉应力状态、层电荷密度下的基本力学性质及内在结构机理，为岩土灾害宏（微）观防治、土体性质及工程适应性评价奠定了基础。
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机械力作用对岩土固化用固废基胶凝材料性能的影响
摘 要：利用稻壳灰、CFB脱硫灰、钢渣协同制备一种低碳水硬性无机胶凝材料，可替代水泥用于岩土固化。为提高这种胶凝材料的活性及其他性能，研究机械力作用下固废基胶凝材料的性能变化及其机理。研究表明：随着粉磨时间增加，固废基胶凝材料的粒度分布曲线由多峰分布转变为单峰分布，标准稠度用水量减少，凝结时间缩短；水化诱导期的结束时间和第二放热峰出现时间明显提前，累积放热量增加；砂浆试件的早期抗压强度和自收缩显著增加；采用固废基胶凝材料制备流态固化土，其初始流动扩展度随粉磨时间增加而增加，经时损失加快；机械力激发对固化土的早期强度影响不显著，后期强度则呈现先增加后降低的趋势。采用固废基胶凝材料制备流态固化土，能够满足一般回填工程的强度要求。
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阳离子半径对电化学法加固软黏土效果影响试验研究
在电化学加固法中,注浆试剂种类一直是主要研究问题之一。为了研究注浆试剂中的阳离子半径对电化学法加固软土地基效果的影响,以同价位不同半径的Ca2+、Mg2+、Cu2+为研究对象,进行电渗固结试验研究,对试验过程中的电流、排水量、有效电势、电渗透系数变化及试验后的含水率与抗剪强度分布进行分析,并结合SEM扫描电镜,深入探究不同阳离子对电化学加固效果的影响。研究表明：相比传统电渗法,电化学加固法能有效缩短处理时间,提升电渗处理效果；在电化学法中提高注入试剂中阳离子的离子半径,对土体的导电性与电渗透系数及处理后的土体抗剪强度均有明显的提升,其中,钙离子的加固效果最好,试验后的土体SEM微观图像也表明,钙离子处理后土体密实程度更高。
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循环荷载下软黏土阻尼比特性及其简化计算方法
魏子航, Salman Hassan, 朱义欢, 王涛, 邓永锋
土体的阻尼比是土层动力分析和评价必不可少的重要动力性参数，但滞回曲线具有多样性和复杂性，利用规范法计算阻尼比时因数据量过多导致数据的筛选和整理困难，适当地对滞回曲线进行简化有助于快速处理和分析试验数据。本研究为研究南京地区长江漫滩淤泥质粉质黏土在地铁列车循环荷载作用下阻尼比的变化和特性，对土体进行了动三轴试验，分析了土体的阻尼比在不同固结围压和动荷载幅值下的变化过程，并根据土体动应力-应变滞回曲线的几何特征和循环荷载的物理意义，采用多个循环次数作为一个代表性循环单元的思路对阻尼比进行简化计算。结果表明：土体的阻尼比随着动应变的增加呈快速增长-缓慢增长-保持平稳的三阶段发展趋势；随着固结围压的增加，土体的阻尼比逐渐减小；随着动荷载幅值的增大，土体的阻尼比增加。简化方法中，随着代表性循环单元的循环次数的增加，阻尼比减小，该方法具有一定的实用性，能减少数据处理和后续计算量。
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表面处理污泥渣料磨细粉体活性激发及其机理
为了更好地提高掺加表面处理污泥与建筑渣土高温烧结渣料磨细粉(简称磨细粉)的火山灰活性,研究了Ca(OH)2对掺加磨细粉硅酸盐水泥基材料的力学性能、微细观结构特征及重金属浸出行为的影响及机理。结果表明：Ca(OH)2掺量为水泥基材料中胶凝材料总质量的0.8%时,掺加磨细粉水泥基材料力学性能较优,在7d、28d、60d时抗折强度较基准组分别提高23.5%、9.3%、7.8%；微细观测试结果表明,少量的Ca(OH)2能增大水泥基材料硬化浆体的比表面积,增加水化产物数量,提高硬化浆体结构密实性,但Ca(OH)2含量超过胶凝材料总质量的0.8%之后,对水泥基材料硬化体结构和性能则会产生负面效应。研究还发现,掺加占胶凝材料总质量为0.8%Ca(OH)2能有效降低掺加磨细粉水泥基材料中有害重金属的浸出浓度,其中Cu、Ni、Zn浸出率比基准组分别降低了17.5%、13%、40.8%,可以更好地确保掺加磨细粉水泥基材料中有害重金属Cu、Ni、Zn和Cr的浸出值均低于《水泥窑协同处置固体废弃物技术规范》GB30760-2014中规定的浸出浓度限值。
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均质黏性土中静压沉桩桩土界面孔压增量及有效土压室内试验研究
王永洪, 张腾, 张明义, 吴江斌, 徐泽强, 银吉超, 魏家斌
研究饱和黏性土中静压沉桩引起的桩土界面孔压增量及有效径向应力的变化规律,对工程实践具有重要意义。利用自制的大比例模型试验系统,通过双壁开口和闭口管桩,实现了开口和闭口桩桩身表面嵌入式安装微型测试元件,得到了考虑孔压增量的桩土界面有效径向应力的变化规律。研究结果表明：入土深度越大,桩土界面孔压增量及有效径向应力越大,闭口桩桩土界面超孔压大于开口桩；桩身上部桩土界面超孔压和有效径向应力小于桩身下部；同一入土深度,随着桩身h/L的增加,桩土界面土压力存在“侧压力退化”的现象；本文特定试验条件下,闭口和开口桩桩土界面超孔压与上覆有效土体自重比值最大值分别是61.2%和52.1%,桩土界面有效径向应力是超孔压的3.76~5.46倍。因此,桩土界面超孔压和有效径向应力与桩身h/L位置有关,试验结果可供静压桩施工和承载力确定提供参考。
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渗流力和结构面水弱化作用下的裂隙岩体边坡块体稳定性研究
裂隙岩体渗流是影响岩体稳定性的重要因素之一。裂隙中的流体流动不仅会产生渗流力，而且会降低裂隙面的强度。二者共同作用，致使边坡失稳、隧道塌方等事故频发。为揭示渗流作用对裂隙岩体块体稳定性的作用机理，本研究基于关键块体理论，提出了一种同时考虑渗流力和结构面水弱化作用的稳定性分析方法。其中，渗流力基于渗流理论和统一管网法计算，结构面水弱化根据经验公式确定。以某岩质边坡为例，采用该方法对边坡在渗流作用下的块体稳定性影响开展相关研究。研究结果表明，渗流力与结构面水弱化作用对裂隙岩体边坡稳定性的作用方式不同，渗流力会改变块体的抗滑力和滑动力，因此渗流力对块体稳定性的影响较为复杂，包括改变块体的稳定状态，滑移面，运动形式；结构面水弱化只降低块体的抗滑力，进而降低块体的稳定性，不改变失稳块体的失稳形式。此外，对于裂隙边坡工程，通常存在一个最危险渗流压力值。研究成果可为渗流作用下裂隙岩体的稳定性研究提供理论支持。
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玄武岩纤维橡胶混凝土抗冲磨性能研究
研究了粒状、针状、粉状橡胶对混凝土抗冲磨性能的影响，在粒状橡胶混凝土基础上掺玄武岩纤维，研究纤维橡胶复合时混凝土的抗冲磨性能，结合SEM观察微观形貌并分析其抗冲磨增强机理，运用分形维数表征混凝土磨损过程的形貌变化情况，并讨论了分形维数与磨损程度的关系。结果表明：分别掺15%的粒状、针状与粉状橡胶时，混凝土的抗冲磨强度提高了140.24%、157.96%、83.88%；当玄武岩纤维掺量为0.1%时，粒状橡胶混凝土抗冲磨强度提高了11.63%，纤维和橡胶能在不同层面上发挥作用，共同增强抗冲磨性能；混凝土磨损程度可用分形维数表征，随着时间的增加，混凝土磨损越严重，分形维数越大，得到了分形维数与质量损失率和体积损失率的关系，并建立了曲线方程。
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碳化高温再生混凝土受压声发射特性与损伤演化
试验基于碳化后不同温度梯度(常温20℃,中低温200℃及中高温400℃)下C30再生混凝土(质量分数取代率0%、100%),采用声发射特征参数来描述再生混凝土在轴心受压过程中的损伤演化规律。试验结果表明,通过对声发射损伤定位、累计撞击计数与能量计数分析,可实现再生混凝土轴心受压破坏从初始损伤到微裂缝演变,再到宏观裂缝扩展,最终到试件破坏的全过程动态监测,再生混凝土与对比用普通混凝土试件,加载过程中损伤点的密集集中位置与试件最终破坏位置相符；随着温度梯度增加,普通混凝土与再生混凝土均呈现初始损伤增大,声发射参数增大,应力减小；基于声发射累计撞击计数建立的混凝土损伤模型可用于分析碳化高温再生混凝土轴心受压损伤演化规律。
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深厚强透水含水层地铁基坑地下水控制方案综合比选方法
针对深厚强透水含水层地铁基坑地下水控制方案比选问题，本文联合运用层次分析法、模糊综合评价法以及数值计算方法，提出了深厚强透水含水层地铁基坑地下水控制方法定性与定量化比选流程框架，建立了强透水地层地铁基坑地下水控制方案综合比选方法。以福州水部地铁车站基坑为例，采用建立的比选方法，对5种不同基坑地下水控制方案(敞开式降水、落底式止水帷幕、深层水平封底帷幕、悬挂式帷幕降水以及水下开挖)进行了定性评估分析，结果表明悬挂式帷幕降水方案为该车站基坑地下水控制最优方案。随后，采用数值模拟方法，分析得到了基坑降水引发周边建筑范围内的沉降值在12–23 mm 范围，由此表明42 m悬挂式止水帷幕能有效地控制基坑降水引发的地表沉降。该方法为强透水含水层地铁基坑工程地下水控制比选设计提供了解决思路。
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强电场作用下早龄期混凝土氯离子迁移特征
电化学技术可有效降低混凝土结构中的有害氯离子,降低混凝土结构耐久性失效风险。本文采用强电场的方式对混凝土结构进行电化学除氯,并在不同的混凝土养护期介入强电场作用,以探索可在短时间内大幅降低氯离子浓度的目的。研究结果表明：早龄期介入强电场作用可显著提高除氯效率,达到相同除氯效果时的作业时间约为传统电化学方法的1/300；氯离子分布特征表明,自由氯离子分布较传统电化学参数作用时更均匀,结合氯离子仍然存在保护层中间堆积现象；强电场作用后进行标准养护,回弹测试结果表明强电场对混凝土的保护层宏观强度无明显影响。本文研究成果为建造期氯离子浓度超标的混凝土结构提供一种早发现早治理的快速降氯方法。
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结构型钢纤维对盐-冻融耦合作用下混凝土损伤的影响
为了探究钢纤维在氯盐侵蚀与冻融循环耦合作用下对混凝土损伤的影响，对多组不同钢纤维掺量的混凝土试件进行了快速盐-冻融循环试验。利用超声波法和激光扫描法分析不同掺量盐-冻融后混凝土损伤的效应，通过分析超声波速变化得到混凝土的盐-冻融损伤度D并建立了D与盐-冻融循环次数n之间的威布尔分布（Weibull distribution）；利用混凝土表面的粗糙度来表征混凝土表面损伤，并研究了不同掺量钢纤维混凝土试件表面在盐-冻融循环作用后粗糙度变化率ΔR的作用，以及ΔR与D的函数关系。结果表明：混凝土盐-冻融损伤随着钢纤维掺量的增加而减小；基于超声波法建立的损伤度D与盐-冻融循环次数之间较好地满足两参数威布尔分布，决定系数大于0.95；混凝土试件损伤度D随粗糙度变化率ΔR的变化规律满足指数函数关系，决定系数大于0.80。
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季冻黄土地区框锚边坡预应力锚杆内力计算分析
因冻融土体与锚杆之间相互作用机理研究不足，导致工程实践中未能充分考虑土体冻融对锚杆内力的影响。针对该问题，基于西宁市季冻湿陷性黄土冻融循环三轴剪切试验，建立了考虑冻融次数影响的湿陷性黄土黏聚力经验关系式；根据锚固体与周围土层的变形协调关系，推导了冻融条件下框架预应力锚杆锚固段轴力和剪应力的解析式，将理论计算结果与现场试验结果进行对比验证，并分析了冻融次数对锚固段轴力和剪应力的影响。结果表明：随冻融次数的增加，土体黏聚力呈指数型下降，锚固段轴力和剪应力在前3次冻融循环中急剧增大，冻融次数达到7次后趋于稳定；锚固段始端轴力较锚固段末端轴力受冻融次数的影响更大，但锚固段始端至末端的剪应力随冻融次数的变化规律基本相同；现场试验结果验证了本文计算方法的合理性，可为此类地区框锚支护结构的设计与计算提供参考。
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无机材料固化镉铅镍污染土的环境效应及失稳机制
固化污染土的环境效应是再应用过程中需研究的科学问题。以镉、铅、镍污染土为研究对象,通过固化率指标初筛适宜固化材料配比,模拟干湿循环、长期浸水、高温、冻融循环环境,以浸出毒性指标评价水泥、水泥+粉煤灰、石灰固化后土体的环境效应,并结合微观形态及重金属形态分析,评价失稳机制。结果表明：无机材料可将土中重金属的固化率提高至90%以上,8%的石灰适用于镉污染土的固化,32%+8%的水泥+粉煤灰适用于铅及镍污染土的固化；水环境(干湿、浸水)条件下固化污染土均不存在环境风险,其浸出毒性均低于《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中的限值；但无机材料固化污染土对温度(高温、冻融)敏感,特别是水泥、水泥+粉煤灰固化污染土,在温度超过70 ℃时的浸出毒性超过标准中限值,在冻融循环5-7次时接近标准限值。高温会促使重金属赋存形态从稳定态向非稳定态转化,冻融循环会破坏重金属-固化产物体系的结构。无机材料固化重金属污染土的应用需要考虑环境温度的影响。
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黏性土中桩侧后注浆单桩抗压承载性能室内模型试验研究
后注浆技术的应用有效改善了桩周土体扰动和泥皮等的不利影响，从而提高了钻孔灌注桩的承载力。但目前有关后注浆技术的研究多集中于桩端后注浆，桩侧后注浆少有涉及，影响了桩侧后注浆技术进一步推广应用。本文参考桩侧后注浆工艺，开展单桩抗压室内试验以研究桩侧后注浆量对单桩抗压承载性能的影响。试验结果表明：在荷载水平较大的试验工况下，相较于桩侧后注浆量为1 L的单桩，注浆量为2 L和3 L情况下单桩极限抗压承载力提高18.2%和66.0%，提高幅度与注浆量呈正相关，并且可以很大程度的减小桩顶沉降；桩侧后注浆桩桩身轴力在侧注浆点位附近减小较快，在整个加载过程中桩端附近处桩身轴力值均比较低，单桩受压表现为摩擦桩；水泥浆液同时存在上返和下劈扩散，在本文室内试验条件下，两者扩散高度均约为14倍桩径，在浆液扩散段桩侧摩阻力得到显著提高，且越靠近注浆点位提高程度越明显。
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后缘拉张裂缝对土坡稳定性评价的影响研究进展
探索后缘拉张裂缝对土坡稳定性评价的影响有助于边坡稳定性理论的完善,主要从后缘拉张裂缝对土坡失稳模式及稳定性的影响两方面进行回溯总结,为建立边坡拉剪耦合破坏稳定评价体系及崩塌、阶梯状滑坡等失稳模式的判别提供理论依据；并从室内模型试验结果对其影响机理进行初探,发现土坡坡高、坡角及力学参数等因素的不同,会直接影响其后缘拉张裂缝起张位置、产状、深度,从而会对土坡稳定性产生重大影响,最后对目前关于土坡稳定性评价及后缘拉张裂缝研究存在的主要问题进行总结与评述。
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路堤-桥梁过渡段车辆气动力风洞试验研究
为了探究路堤桥梁过渡段处车辆的气动力，本文建立了1:50的大比例尺路堤-桥梁过渡段和车辆实验模型，其中在桥梁和路堤段分别布置了两种风屏障，并在车辆模型表面布置多个测压点，以研究不同防风措施下，处于不同风向角的路桥过渡段车辆气动力。试验结果表明：相比于无防风措施时，布置桥梁风屏障后最不利风向角会从-15°改变为0°，此风向下过渡段处车辆的三分力最大；再进一步布置路堤风屏障后最不利风向角不变，但大幅减小了0°风向角下车辆的侧立系数和力矩系数；布置路堤风屏障能有效的减小车辆所受三分力；不同风向角，改变陆地风屏障参数所产生的影响并不相同，针对路堤-桥梁过渡段布置防风措施时，应充分考虑其来流方向，以达到最优效果。
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4:1矩形断面顺流向非定常气动力特性试验研究
当紊流流经矩形钝体时,由于漩涡的拉伸和旋转运动,造成其顺流向脉动压力具有明显的非定常性和空间三维性,且主要依赖于紊流积分尺度与结构特征尺寸之比。为了深入研究紊流尺度效应作用机理,本论文以4:1矩形断面为研究对象,基于三维谱张量理论和刚性节段模型测压试验,系统研究矩形断面顺流向脉动压力的非定常气动力特性。结果表明：在紊流从矩形 断面驻点至分离点运动过程中,脉动压力的谱能量从低频向高频转移,且该现象随着Lu /D(Lu为脉动风的纵向积分尺度,D为迎风面高度)的减小更为明显。与之相比,紊流三维效应和畸变效应随Lu /D的增大而减弱,在此过程中脉动压力的能量由于阻塞效应只在低频发生了明显的衰减,在高频无明显变化。最后,通过引入三维压力导纳来揭示紊流作用下矩形断面迎风侧脉动压力的非定常效应机理。对于驻点压力,Lu /D越大,压力导纳越接近于准定常理论；对于非驻点压力,其距驻点位置越远,阻塞效应对于低频能量的减弱作用越明显,紊流三维效应越弱,而高频的畸变效应则只由Lu /D控制。
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基于拉拔试验的筋-土界面特性和筋材位移变化规律研究
为研究筋材-土界面相互作用机理,基于拉拔试验研究了界面正应力、填土压实度与含水量、拉拔速率等对筋-土相互作用特性和筋材位移变化的影响。研究结果表明：土中筋材各点位移均不同程度滞后于加载端位移,且距加载端距离增加,筋材位移呈非线性递减趋势；增加界面正应力、压实度或含水量,相同拉拔力下同一位置处筋材位移呈减小趋势,且距加载端越远,筋材位移受影响越弱；筋材拉拔以整体拔出和拉断破坏模式为主,筋材拔出破坏时拉拔力峰值与加载端位移呈近似线性关系,且格栅拉拔力峰值与界面正应力、压实度、含水率或拉拔速率呈正相关关系；增加压实度或含水量,筋-土界面相互作用增强,筋-土界面摩擦角略有增加,但筋-土界面似黏聚力增加明显,且接近填土最佳含水量时界面似黏聚力较大。
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桥梁温度作用与效应2020年度研究进展
温度作用是桥梁结构在建造、使用过程中需要考虑的重要荷载。随着交通网络的延伸，越来越多的桥梁结构受到严酷的环境温度作用，同时桥梁交通环境复杂化也使得桥梁遭受火灾并发生损失的几率增大。深入研究桥梁环境与火灾温度场，识别其作用与效应，有利用从设计、建造与养护等方面保障桥梁结构安全。本文就国内外2020年度桥梁环境温度作用、温致效应、桥梁火灾作用与效应方面最新研究进展进行梳理与总结，并基于以上最新研究进展，对未来桥梁温度作用与效应方面研究热点和方向做了展望。
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2020年预制装配式混凝土桥梁结构研究综述
预制装配式桥梁凭借施工质量好、对环境的影响小、现场作业时间短、施工安全水平高等优势，已成为中国桥梁建设的重要发展方向。预制装配式混凝土桥梁既适合于交通复杂的城市道路桥梁，也适合于施工环境艰苦的铁路桥梁建设。本文通过文献调研的方式，梳理2020年度国内外预制装配式混凝土桥梁的研究进展。根据桥梁结构类型，从上部结构与下部结构两个方面论述了该领域内的新技术、新构造以及典型工程应用。经过本文粗略总结，在上部结构中，节点的连接构造、抗裂性能与耐久性得到了学者的广泛关注；z哎下部结构中，随着预制装配式体系在高烈度地震区桥梁的中应用，预制装配式桥墩的构造与抗震性能是目前研究的一个热点。下部结构的耐久性与抗裂性能仍有待提升。
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2020年度桥梁评估与加固研究进展
由于大规模建设时期，经济高速发展带来的桥梁建设需求与落后的技术储备之间的矛盾，今后10到30年，我国将面临日益增长的桥梁检修压力。基于桥梁评估与加固领域的最新研究进展，本文介绍了包括桥梁主要病害监测技术的化学方法和物理方法以及传感器技术及信号处理技术在内的桥梁健康监测技术及装备；对比了基于时变可靠度理论和基于历史数据的桥梁健康评估方法，并论述了结构参数反演相较于人工智能的重要意义；介绍了针对抗弯、抗剪、抗震的局部加固方法，附加结构体系的整体加固方法，及电化学除氯技术等养护方法；介绍了网络级和项目级的维修加固决策方法。考虑到强学科交叉特性，对一些先进的传感器、信号处理技术及评估理论也进行了着重介绍，旨在厘清其间内在逻辑，或许能够起到一定的灵感和思路启发作用。
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2020年度桥梁文化遗产的规划与保护研究进展
在世界文化交融的进程中,各国都更加重视本国的文化遗产保护,其中桥梁文化遗产作为一类人类综合活动的遗产具有交通遗产、建筑遗产、城市规划遗产、工业遗产等的诸多属性,越来越受到世界各国的重视。但是,就目前来看,相对于其它文化遗产,在全球范围,对桥梁文化遗产的研究和实践都还不成熟,并未形成体系。通过对我国近20年古桥、古桥文化及其相关研究的统计可以清晰地看到我国目前桥梁文化遗产研究的整体现状。并且,基于对2020年度国内外桥梁文化遗产研究成果的归纳、分析,阐述和总结了2020年度桥梁文化遗产国内外研究进展情况,对未来桥梁文化遗产的规划和保护进行了展望。
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钢结构桥梁疲劳2020年度研究进展
钢结构桥梁具有轻质高强、跨越能力大、易工厂化制造和便于装配化施工等突出优点，是我国桥梁工程的重要发展方向。但工程实践表明，疲劳与断裂是导致结构服役性能降低甚至引发灾难性事故，仍是制约钢结构桥梁发展应用的关键因素。国内外学者从不同的角度对于钢结构桥梁疲劳问题进行了深入系统的研究，现聚焦疲劳失效机理与抗力评估方法、抗疲劳设计与建造技术、环境因素及其疲劳抗力效应机制、疲劳裂纹识别与监测检测、疲劳开裂处置与性能强化等主要方面，对2020年度国内外学者在相关领域所取得的最新研究进展进行总结，梳理亟待解决的关键问题以及下阶段的研究重点。结果表明：钢结构桥梁疲劳问题是学术界和工程界的研究热点，在对疲劳性能分析评估理论方法、抗疲劳设计和长寿命结构、抗疲劳建造技术、疲劳损伤监测与疲劳微裂纹检测识别、剩余疲劳寿命预测与疲劳性能强化进行研究的基础上，构建钢结构桥梁全寿命周期抗疲劳技术，是本领域的研究重点和重要发展方向。
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桥梁抗爆与抗火2020年度研究进展
近年来能源交换的需求量随各区域经济的飞速发展而不断增大，装载运输“燃、汽、爆、化”的危化品车辆日益增加，由车辆导致的爆炸或火灾层出不穷，桥梁结构的运营安全受到严重威胁。作为桥梁防灾的热点问题，国内外学者在桥梁抗爆与抗火领域进行了卓有成效的研究，现以2020年发表的中英文论文为主，对国内外学者在爆炸冲击荷载试验与数值模拟方法、桥梁火灾试验与模拟技术、桥梁抗爆性能及劣化机理、火灾下桥梁损伤机理与安全评估、桥梁抗爆安全评估方法、过火后桥梁性能演化与灾变机制等方面所取得的研究成果进行扼要综述，通过系统分析表明：爆炸试验技术与结构高应变率下的力学特性研究、复杂火灾环境下桥梁结构断面温度传递与分布规律、多灾耦合作用下桥梁结构的损伤演化、灾变机制和桥梁结构安全评估体系等方面的研究欠缺和迫切需要。为保证桥梁结构在全寿命周期内的服役安全，爆炸、火灾等极端荷载条件下的结构特性和运维安全是当前构建桥梁运维安全保障体系中的重中之重。
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2020年研究进展：轨道交通桥梁减振降噪
随着高速铁路与城市轨道交通的快速发展,振动与噪声问题愈发突出。传统直立式声屏障对轮轨噪声降噪效果明显,但当列车运行速度超过250km/h时,其噪量不足,为此,我国高速铁路正力推全封闭声屏障的建设。同时,近年来,钢桥或钢-混组合桥在我国高速铁路和城市轨道交通中逐步得到广泛应用,钢桥或钢-混组合桥的声辐射能力更强,具有频谱宽、幅值大和难控制等特点,因此,在环境敏感区域建造钢桥或钢-混组合桥亟待解决其噪声控制问题。围绕“高速铁路声屏障降噪性能与动力特性”和“钢桥减振降噪”两个研究方向,本文简要评述该方向的研究动态及发展趋势。
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2020年度桥梁结构数值分析研究进展
随着计算机技术不断发展及计算理论研究的深入，数值方法成为了分析桥梁结构力学行为的主要的方法。通过桥对梁结构的数值模拟，能获得在各种复杂作用下的力学行为和响应，在效率和适应性方面远高于解析方法和模型试验。以近年来国内外相关的研究文献成果为基础，对数值分析技术在桥梁结构分析中的应用及最新研究成果进行了综述。重点关注了与桥梁结构主要力学行为分析相关的有限元数值模拟相关的理论与方法，对桥梁结构数值化模拟方法中的梁的理论最新研究方向、主流的非线性分析方法与技术、桥梁结构材料的多种数值化本构模型研究进展，桥梁结构腐蚀环境下力学性能的时效性、耐久性评价的有限元方法，以及基于梁理论的组合结构的数值模拟方法等最新研究成果进行了综述，对这一领域需要进一步研究和解决的问题进行了讨论及展望。
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车-桥耦合振动2020年度研究进展
车-桥耦合振动的主要研究内容包括轨道不平顺作用下的车-桥耦合振动及随机振动、风-车-桥耦合振动、地震-车-桥耦合振动、新型轨道车辆-轨道梁耦合振动等方面。当前,我国铁路桥梁建设面临更大跨度、高速度、高舒适度等新的挑战,在风荷载及列车荷载等外部激励作用下,车-桥间相互作用越发显著。如何准确预测实际复杂风环境下车-桥耦合系统动力响应及高速列车的行车走行性,并为桥梁设计、线路运营、维护及管理提供技术指导,成为2020年度车-桥耦合振动领域的研究热点和发展趋势。
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超高性能混凝土（UHPC）在桥面板体系中的应用进展
超高性能混凝土（UHPC）与正交异性钢桥面板的组合是近年来桥梁工程中新材料、新构造研究的典型范例。由于UHPC桥面板的刚度较大，它可以有效减小桥面板中的局部变形，从而明显降低正交异性钢桥面板中的疲劳应力幅，改善其抗疲劳性能。本文从新构造、剪力连接件性能、组合桥面板基本力学性能、组合桥面板疲劳性能及UHPC材料与构件力学性能等几个方面对UHPC-正交异性钢桥面板组合体系的研究进展作一综述，其内容主要为2020年以来发表的工作，部分兼及更早一些的研究成果。
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桥梁健康监测2020年度研究进展
桥梁健康监测系统利用通讯传感设备远程记录运营中的结构持续响应，通过对信号数据的处理分析实现桥梁结构的实时预警与安全评估，从而达到保护结构正常运营、延长结构使用寿命、指导桥梁结构管养与维护决策的目的。桥梁健康监测技术作为桥梁工程领域新兴的分支，已逐渐成为一个热门研究方向。为了促进该领域研究进一步发展，指导健康监测系统在桥梁工程中更高效的应用，对桥梁健康监测系统的信号降噪、信号预警、模态参数识别、有限元模型修正、损伤识别、状态预测与评估等关键技术方法的研究现状进行了详细介绍，并对2020年度内相关研究进展及应用进行了总结与评述，最终发现机器学习方法正越来越广泛地应用到桥梁健康监测各项关键技术的现阶段研究中。
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混凝土桥梁的耐久性2020年度研究进展
近年来混凝土桥梁的耐久性引起了广泛的关注并一直是桥梁研究的热点之一,混凝土桥梁的耐久性直接影响到长期服役桥梁的安全性和使用寿命。目前混凝土桥梁耐久性的研究主要分为两个方面：①从材料的损伤机理层面入手研究桥梁构件材料的破坏方式和影响因素,分析混凝土桥梁材料的耐久性影响作用机理；②从桥梁结构的整体出发研究桥梁耐久性能的设计、评估以及桥梁的养护方案等,探究提高混凝土桥梁结构耐久性的措施。为了全面掌握混凝土桥梁的耐久性的研究动态,本文从混凝土桥梁的设计、桥梁混凝土材料的耐久性研究、混凝土桥梁的钢筋锈蚀研究、混凝土桥梁的耐久性提升技术、不同服役环境对桥梁耐久性的影响、长期服役性能评估及寿命预测等方面,对2020年国内外学者关于混凝土桥梁耐久性的论文进行梳理,探讨未来混凝土桥梁耐久性的研究重点和发展方向。
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2020年钢-混组合结构桥梁研究新进展
钢-混组合结构桥梁作为可实现可持续桥梁工程的结构形式之一，有良好的综合技术经济效益和社会效益，日益受桥梁工程界所欢迎。钢-混组合结构能充分发挥混凝土和钢材各自的材料性能优势，以其整体受力的合理性、经济性、便于施工等突出优点，已广泛应用于结构工程许多领域。为促进我国桥梁建设向装配化、绿色化及智能化的转型升级，在中小跨度桥梁中推广使用钢-混组合结构面临机遇与挑战。从两大类方向对国内外2020年度文章进行搜集、分类、回顾、综述，包括各式常用剪力件研究以及组合梁研究。剪力连接件研究内容涵盖栓钉连接件、PBL连接件、螺栓连接件、进连接件的基本力学性能，以及连接件的耐久与退化性能；组合梁研究进展包括论模型研究，组合效应与空间行为研究，组合梁负弯矩区性能研究，组合梁动力特性研究，组合梁劣化性能与检测加固研究，组合梁施工方法研究。
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桥梁施工监控2020年度研究进展
桥梁施工监控是桥梁施工技术的重要组成部分，是确保桥梁施工质量的关健，是桥梁建设的安全保证，已成为桥梁工程领域研究的重要内容。通过文献调研的方式，以“施工控制/监测/监控”、“施工控制理论/方法”、“施工监测系统”、“智能监测”等为关键词，在Web of Science、Science Direct及中国知网上搜索、整理了2020年度发表的六十余篇科研论文，主要对国内外学者在桥梁施工控制理论方法、施工控制参数识别和状态预测、桥梁施工监测系统与智能监测等方面取得的研究进展进行了归纳、梳理和总结，并对今后桥梁施工控制研究的热点进行了展望。
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钢桥部分新进展
为了促进钢桥技术的发展，系统梳理了近年来国内外钢桥领域的研究热点与前沿。首先回顾了我国大型钢桥一年来的重要建设成就与技术进步，然后分别对钢桥领域主要研究方向取得的最新进展进行了系统总结，同时对钢桥领域各方面所做出的诸多具有开创意义的工作进行了详细介绍，以期对钢桥领域的工程应用与学术研究提供主要信息与借鉴。
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桥梁基础工程2020年度研究进展
桥梁基础的作用是将来自于桥梁墩台的荷载平稳地传给地基,它是连接桥梁结构和大地持力层的基本结构。与其它建筑物的基础不同,桥梁基础承受上部结构传来的动荷载,通常位于水中或深水激流中并且有庞大的体型和自重。由此带来的设计、施工和运营维护问题构成了桥梁基础工程领域独特的研究课题,尤其在各种跨海、跨江、跨不良地质区域的桥梁建设中,基础工程的问题尤为突出。本文以国内外桥梁基础工程领域的科研成果为主要依据,总结和评述近一年来在桥梁基础结构形式、基础冲刷、基础施工、和桥梁基础抗震方面的研究进展,分析和讨论目前桥梁基础工程领域存在的问题,以期指出未来的研究方向和亟待开展研究的课题。分析表明,桥梁基础工程领域的研究应重视以下几个方面：近海岸深水复杂基础的水沙作用理论和输沙机理,适合我国深海地质特点的新型深水基础结构,大型沉井基础下沉和着床关键技术,以及地震作用下土-基础-结构三者动力相互作用。。
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混凝土桥及其高性能材料2020年度研究进展
赵人达, 占玉林, 徐腾飞, 李福海, 赵成功, 张建新, 杨世玉, 原元, 文希
为了解2020年混凝土桥及其高性能材料研究方向的发展动态，并在总结其研究内容、方法和成果的基础上更好地开展后续研究，从混凝土桥、高性能混凝土材料及高性能加劲筋材三方面着手，查阅了近期文献，并进行了分类、总结和评述。研究发现：目前，混凝土桥方向较为关注运维阶段的耐久性能、极端环境下的工作性能及混凝土桥运营事故等问题；高性能混凝土材料的研究进展在高性能、绿色环保以及智能化三个方面表现突出；高性能筋材则主要围绕强度更高、更耐久的FRP筋展开，其在梁、板、柱等构件上的应用得到了积极的探索。对现有研究的不足和有待深化的问题提出初步建议，期待与相关学者共同努力，为该方向的进一步发展做出贡献。
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桥涵水文2020年度研究进展
桥涵水文主要是依据河流和水文环境等各项因素进行桥梁设计，是桥位环境设计的一项重要基础工作。通过梳理近些年来桥涵水文的发展状况,从桥涵水文中的一些关键问题——桥涵水文研究方法、设计洪水流量、桥梁基础冲刷的成因、影响因素和桥梁墩台冲刷深度的计算等方面阐述桥梁水文的发展成就，对当前的研究难点和未来的研究热点进行了简要的概括。
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桥梁水动力学2020年度研究进展
为了解桥梁水动力学研究发展动态,在总结其研究内容、方法和成果的基础上更好开展后续研究,本文从波流作用、基础局部冲刷、流固耦合、极端海洋环境多灾害作用等着手,对2020年度发表的相关文献进行分类、总结和评述。综述发现：桥梁水动力学的研究热点主要集中在极端波浪、水流作用及波流共同作用模型、桥墩局部冲刷影响因素及深度预测、地震作用下深水桥梁流固耦合、极端海洋环境多灾害作用等方面。通过梳理现有研究不足,提出如下亟待开展的研究方向包括：波流极端环境下的结构流固耦合、桥墩冲刷监测和防护、智能信息化的桥梁水动力灾害预见性及多灾害研究。期待与相关学者共同努力,为桥梁水动力学发展做出积极的贡献。
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2020年度进展：深水大跨桥梁施工技术进展
随着我国经济实力的不断增强,科学技术水平的显著提升,桥梁工程正朝着跨度更大,基础更深,桥塔更高的方向快速发展。在此过程中,桥梁建设者遇到了很多崭新的难题,例如：深水基础浮运下沉过程中精准定位、超大型沉井基础防冲刷、大直径钻孔桩施工、大跨度斜拉桥索塔锚固构造优化、超高桥塔大体积混凝土水化热温度控制、超高桥塔新型液压爬模系统开发等问题,这些问题已成为影响深水大跨桥梁安全顺利施工、长期可靠运营的关键问题。为促进深水大跨桥梁施工技术的发展,提高深水大跨桥梁施工人员解决相关问题的能力,并为深水大跨桥梁的推广提供技术支持,围绕深水大跨桥梁施工面临的上述关键问题,对2020年国内外研究者的相关研究进展及成果进行了详细分析与汇总。
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桥梁结构试验技术2020年度研究进展
桥梁结构试验主要是通过对桥梁结构本身或模型施加静力或动力作用,并利用测试技术采集精确可靠的试验数据,获取桥梁结构真实行为,解决桥梁工程领域科研与设计中存在问题的手段。桥梁结构试验作为推动桥梁工程领域发展的重要手段,长期以来一直起着举足轻重的作用,近年来随着测试技术的进步,桥梁结构试验技术也受到了学者们的广泛关注。为了促进该领域的进一步发展、指导先进测试技术在桥梁结构试验领域中的推广和应用,对桥梁模型试验、桥梁现场试验、桥梁测试技术三个关键方面的技术方法进行了系统的介绍,并对2020年度内较有启发性的相关研究进行了介绍与总结,发现：桥梁结构试验技术正进一步朝着多学科交叉融合的大方向发展。
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桥梁云计算2020年度研究进展
我国桥梁建设的深入发展、桥梁设计-施工-运维的一体化和运营管理的精细化发展趋势，对数据存贮、计算能力等提出了更高要求，云计算技术是解决此类问题的有效手段。通过文献检索与分析，从基于云计算的桥梁健康监测系统、桥梁大数据处理和物联网技术以及基于云计算的桥梁 BIM 和协同设计等方面对近年来桥梁工程中的云计算应用进行了总结，对桥梁云计算可能的研究及应用重点方向进行了预测。
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桥梁工程可靠度2020年度研究进展
由于自身固有属性的不确定性以及所处环境的复杂性，桥梁在设计、施工、运营等不同阶段都需要具备足够的可靠性。为了解桥梁工程可靠度研究与应用在2020年的最新动态，查阅文献对相关理论方法、不同阶段或环节的科研内容和成果进行归纳。在桥梁可靠度理论和方法方面，引入GPR模型、径向基神经网络等方式得到隐式结构功能函数，或引入Copula理论考虑多失效模式概率的关系；大量学者采用概率可靠性和非概率可靠性方法、蒙特卡罗数值模拟、时变可靠度理论等进行可靠性评估。既有桥梁的技术状况及可靠度仍然是国内外桥梁工程领域的热点，自然环境条件下桥梁抗力与外荷载的时变模型是桥梁时变可靠度分析与寿命预测的重点。可靠度理论及分析方法在桥梁工程设计中得到逐步的发展，考虑动态荷载作用随机性与结构参数随机性的动力可靠度研究与应用越来越多。
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桥梁撞击问题2020年度研究进展
桥梁撞击是既有以及在建桥梁长期面临的一个关键问题，撞击与防护问题研究符合国家发展需求；国内外学者近年来对其关注度也不断增多。继《桥梁撞击问题2019年研究进展》，作者对2020年桥梁船撞、落石冲击和车撞桥梁等三方面的进展进行归纳总结。其中，对于桥梁船撞问题，新规范明确提出了公路桥梁主体结构宜采用基于性能的抗撞设计方法。2020年也发生了一系列采砂船撞击桥梁事故、雅西高速桥梁被落石砸断等，以及多起车桥碰撞事件。作者对这些桥梁撞击事件进行了梳理，并根据个人理解对近一年的相关成果进行分析，之后提出了在未来的研究中需要进一步考虑的问题。
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桥梁信息化及智能桥梁2020年度研究进展
赵天祺, 勾红叶, 陈萱颖, 李文昊, 梁浩, 陈子豪, 周思清
以信息化、智能化为特征的数字化时代的到来推动了桥梁工程技术的发展与创新,有必要将云计算、大数据、人工智能、3D打印、机器人等战略性新兴产业技术与桥梁工程相融合,从智能设计、智能施工、智能运维等多个维度,推进桥梁工业化、数字化、智能化升级。本文从桥梁信息化、智能检测与安全运维、智能防灾减灾、智能材料等方面,综述了2020年该领域前沿技术和重要成果,总结了研究热点与前景展望。分析表明：BIM技术可以提升桥梁正向设计精细化水平、施工过程控制和管理准确化程度；无人机、机器人等智能检测技术与机器学习、卷积神经网络等人工智能技术提高了桥梁检测的精度和效率；高性能智能材料的应用促进了桥梁结构的自感知性、自适应性、自调节性和自诊断性；基于人工智能的自然灾害监测与预警为桥梁智能防灾减灾提供了新的发展思路。未来应将人工智能技术深度融合桥梁设计、建造和养维护的全生命周期,顺应信息化、智能化的发展趋势,实现桥梁强国梦。
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桥梁施工风险评估2020年度研究进展
为了解桥梁施工风险评估研究的具体内容及过去一年的发展动态，并在总结其研究内容、方法和成果的基础上更好地开展后续研究，从桥梁施工风险识别、风险概率与损失估计、风险评价与控制、动态风险评估四个方面着手，查阅了近期文献，并进行了分类、总结和评述。研究表明：复合风险识别方法、风险识别数据库系统及可视化不断发展；基于监测数据定量概率校正及社会损失模型构建是风险概率和损失估计的新发展；风险评价的新进展则基于聚类或数据场的风险评价新方法及模型准确度的提升；风险链式传递模型的精细化修正、基于监测数据的动态评估模型是动态风险评估的新方向。最后，对现有研究的不足和有待深化的问题提出建议，为该方向的进一步发展提供参考。
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箱梁与缆索承重桥梁理论2020年度研究进展
在以大跨、轻质、高强为标志的现代桥梁结构中,箱梁与缆索承重桥梁结构是两大重要的分支。为此,笔者系统综述了其相关理论的2019年研究进展[1],具体包括波形钢腹板箱梁理论、传统箱梁空间分析理论、多塔悬索桥缆鞍相互作用、缆索承重桥梁极限承载力及UHPC技术在缆索承重桥梁中的应用5个方面,为了及时掌握相关的研究动态,对2020年关于以上内容的研究进行梳理与总结,并增加了缆索承重桥梁体系的最新发展。研究结果表明,结构体系的持续创新为精细化箱梁与缆索承重桥梁理论的不断深化提供了契机。
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桥梁养护2020年度研究进展
桥梁养护的目的是保持桥梁正常交通功能,满足载重、速度等要求,防止突发重大灾害。桥梁养护具有长期性、局部性、应急性特点。目前国内外有专门的桥梁养护机构,已经形成桥梁日常检查、定期检测、专项检测、特殊检测、维修加固等制度和规范,养护内容和重点已经明确规定和执行,养护技术能够满足大部分需求。目前面临的突出问题是如何实现快速养护和应急整治。高速铁路和城市轨道交通不间断运营、高密度行车、行车期间禁止施工,只能利用每天凌晨约0-4点天窗时间养护维修,每天4点后必须开通线路。高速公路也要求不断道的养护维修。突发灾害发生后,需要应急整治和维持通车。铁路系统的养护体制,更容易收集数据和实现数据标准化。桥梁养护正在往快速养护和智慧养护方向发展。本文从病害及整治、养护策略、养护新技术三个方面主要介绍2020年桥梁养护研究进展。
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预应力纤维增强复合材料(FRP)桥梁结构加固应用研究2020年度进展
纤维增强复合材料(FRP)由于其材料耐腐、质轻高强等优越性能在新建桥梁和旧桥加固等工程领域中应用广泛、发展迅猛,已成为桥梁领域的研究热点。为促进FRP在我国桥梁加固中的应用与发展,满足工程运维多样化需求,本文主要对老旧桥梁加固特点、FRP材料性能及其加固桥梁方法等方面的相关研究进行总结与评述,并从混凝土和钢结构桥梁加固两方面对近年来预应力FRP方法在桥梁加固实践中的研究和应用进行回顾。预应力FRP因其加固效果明显,施工速度快,已成为一种重要的桥梁加固方法并得以应用,未来还需在FPR锚固系统标准化、加固后桥梁行为可监测性、建立FRP加固桥梁结构的规范体系等方面开展研究工作。
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桥梁抗震2020年度研究进展
地震可能对桥梁结构产生巨大的破坏力,造成桥梁损伤,甚至垮塌。桥梁抗震一直是桥梁领域内的重要研究方向。本文归纳总结了2020年桥梁抗震领域的研究成果和发展趋势,主要结论如下：探索了用新型材料代替普通混凝土后墩柱的抗震性能；通过振动台实验和数值模拟,验证了摇摆隔震桥墩具有良好的抗震性能；采用碳纤维布护套加固墩柱可以显著提高墩柱的位移延性,减少残余位移；传统单肢转双肢薄壁高墩的抗震性能更好,主筋率较高的双肢薄壁墩滞回曲线较为饱满,耗能性能良好,提高轴压比显著提高桥墩的延性性能；带消能连梁的矩形空心双柱式高墩具有更好的耗能能力、承载能力和位移延性能力；采用摩擦摆支座加限位耗能杆的减隔震体系,具有良好减隔震效果,内力减震率可达20%以上；研究了用新型无粘结钢网橡胶支座(USRB)代替桥梁中无粘结叠层橡胶支座(ULNR)的可靠性,通过数值模拟,探究了近场地震动和土-结构相互作用对桥梁动力响应的影响。
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冻融环境下混凝土经时抗压强度研究
随着服役龄期的增加,在役建筑结构的混凝土强度表现出多龄期退化的特性。针对冻融环境下混凝土的经时抗压强度的变化规律进行了深入的研究。采用超声回弹综合法并进行钻芯修正对哈尔滨、吉林及其周边县市的在役建筑结构进行了实地检测,获得混凝土抗压强度数据924组。对实测强度数据进行归一化及归并处理,并采用Kolmogorov-Smirnov非参数检验对所有子样本进行假设检验,检测结果显示各子样本均服从正态分布。在此基础上,建立了冻融环境下混凝土相对抗压强度均值及标准差随龄期的变化关系模型,为在役多龄期建筑实行全面震害模拟与评估提供可靠的研究基础。
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不同钢板加固方式影响下锈蚀RC梁试验研究
为了研究不同钢板加固方式对锈蚀RC梁承载性能的影响，探索不同钢板加固方式的加固效应，本文通过静力荷载试验对比研究了钢板抗弯加固、抗剪加固和抗弯-抗剪组合加固锈蚀RC梁在承载力、变形、破坏模式和延性等方面的特点，分析了不同加固方式的优缺点。研究结果表明：对于钢板厚度分别为3mm、4mm和5mm的抗弯加固锈蚀梁，随钢板厚度增加1mm，其极限承载力而增加7-18kN。组合加固效果最明显，其极限承载力相比于锈蚀梁提高了107.7%。组合加固锈蚀梁的抗变形能力最强，其次是抗弯加固锈蚀梁，同时钢板厚度增加对抗弯加固锈蚀梁的抗变形能力有积极作用。组合加固较其他两种加固方式能更有效地提高锈蚀梁的延性，其延性相比锈蚀梁提高了320.4%，其次是抗剪加固锈蚀梁。抗弯加固锈蚀梁的延性相比其他两种加固梁都要小，并且随着钢板厚度增加，其延性先增加后减小。评价抗弯和抗剪加固锈蚀梁的加固效果时需综合考虑抗变形能力和延性。
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内翻U形外包钢组合梁正截面抗弯承载力分析
为研究新型内翻U形外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯承载力及其构造要求，以已有内翻U型外包钢-混凝土组合连续试验梁为参照，建立该组合连续梁非线性有限元模型，模拟组合连续梁有限元模型的荷载-跨中挠度曲线，并与相关试验结果对比，验证了该组合梁有限元模型的建模方法和参数选取的合理性和有效性。应用建立的组合连续梁有限元模型，分析了内翻外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯承载力的主要影响参数。综合内翻U型外包钢-混凝土组合连续梁正截面抗弯承载力试验和模拟结果，提出采用简化塑性理论计算组合梁正截面抗弯承载力计算时，组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值应乘0.96的修正系数。0.96倍组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值与组合梁有限元模型模拟计算值比较表明两者十分偏安全地接近，提出的组合梁正截面抗弯承载力修正的简化塑性理论计算值具有足够的准确性和可靠性。
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地下混凝土筒仓结构工程性试验与数值分析
地下粮仓可充分利用地下空间，具有较好的防火、防毒、防爆等性能；同时，可利用浅层地能实现准低温储粮，具有节能、低损、保证粮食品质的优点，对保障我国粮食安全及可持续发展意义重大。论文采用工程足尺试验与数值分析相结合的研究方法，对大型地下混凝土筒仓不同施工阶段进行工程试验，对不同施工阶段的仓壁的力学性能进行工程试验测试与数值模拟，验证数值分析方法的合理性与有效性。进而对最不利工况的仓壁在水土复合压力作用下的力学性能进行数值分析。结果表明，地下混凝土筒仓仓壁内力的数值模拟结果与试验结果吻合较好，验证了数值方法的有效性；仓壁径向应力在仓壁底部位置处最高，环向应力在距仓壁顶部约三分之二位置处最高。该方法可为类似地下混凝土结构的力学分析与结构设计提供参考。
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索连板球基础竖向抗拔承载特性及其影响因素
针对沙漠地区砂土地基的工程特性及现有输电塔基础存在的不足,研发出索连板球基础,该基础既填补了沙漠地区输电塔基础的空白,克服了砂土地基基础施工难题,又满足了工程安全稳定性要求。通过室内相似模型上拔试验与数值模拟计算相结合,对不同上拔荷载作用下的基础位移进行了分析,同时研究了埋深比、球径及柱径对基础极限抗拔承载力系数及土体表面主破裂面半径的影响及其规律。研究结果表明：数值模拟计算结果与模型试验结果吻合较好,与土体变形演化的三阶段相对应,荷载-位移曲线呈三段式变化；埋深比对基础极限抗拔力影响最大,且它们之间呈正相关关系；极限抗拔承载力系数随埋深比增大呈先增大后减小的变化趋势,与球体直径呈负相关关系,与水泥土柱直径呈正相关关系；土体表面主破裂面半径与埋深比、球径及柱径均呈负相关关系。
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微生物岩土技术及其应用研究进展
本文对环境岩土工程领域涉及的几种主要微生物的生物化学反应过程及作用机理进行了总结,并针对微生物岩土技术在土体加固技术，抗渗封堵技术，污染土修复技术等三个方面开展的研究进行了总结与评述。通过对微生物岩土领域国内外已开展的系列研究的整理与总结，以期促进该领域开展更全面深入的基础研究和微生物技术在岩土工程中更切合实际的推广与应用
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微生物固化纤维加筋砂土抗剪强度试验研究
微生物固化(MICP)技术能够显著提高土体的抗剪强度,但微生物固化土体也存在脆性破坏特征显著的缺陷。通过向待固化砂土中掺入一定量的纤维,以期改善微生物固化砂土的脆性破坏特性,并基于固结排水三轴试验研究了微生物固化纤维加筋砂土的抗剪强度特性。在此基础上,探讨胶结次数、纤维含量、纤维长度以及试样初始相对密实度等参数对微生物固化纤维加筋砂土剪切特性的影响。最后,结合电镜扫描测试,探究纤维加筋对微生物固化砂土剪切特性影响的内在机理。结果表明：MICP过程中,碳酸钙晶体能够有效沉积在纤维表面,提高其表面粗糙度,且碳酸钙与砂的混合体能够对纤维提供锚固作用,从而在一定程度上提高微生物固化砂土抗剪强度,并改善其应变软化特性,纤维具备改善微生物固化土体脆性破坏特征的潜力。
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混凝-超滤工艺去除水中复合污染物的研究
研究分析了腐殖酸对水溶液中纳米TiO2稳定性的影响，探究了混凝剂投加量、pH、钙离子对混凝-超滤工艺去除水中腐殖酸-纳米TiO2复合污染物的影响。结果表明，纳米TiO2与腐殖酸在水溶液中发生的静电吸附以及配位反应将引起纳米TiO2有效粒径的减小，静电斥力增强，胶体分散更均匀，体系稳定性增加，易于迁移，从而给饮用水安全带来威胁。实验结果显示，混凝剂浓度为0.46 mmol/L，pH值在7~8之间，即弱碱性时，不添加钙离子，处理效果较好，膜通量较高，膜污染较轻。
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火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导研究
为了研究火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导极限，并对工程上的防火保护设计提供理论依据及试验数据参考。本文在一维非稳态热传导公式的基础上，推导出ISO834火灾标准升温下的隔震橡胶支座防火保护热传导规律。按照GB9978.1-2008建筑构件耐火试验方法，对工程上常用的LNR500支座防火板保护、LNR1500支座防火板保护及LNR500支座防火板、柔性防火材料组合保护三种防火保护试件进行在ISO834标准升温下的耐火试验。用ABAQUS软件对试验的建筑隔震支座进行了建模及有限元热分析。通过防火保护数值分析和耐火试验结果与公式结果对比，拟合较好，验证了理论公式的有效性。以理论推导和试验数据为基础，当支座表面温度达到临界温度150℃时不同厚度防火板的极限导热率表可以作为工程应用参考。
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行人-扶梯耦合作用下楼盖的振动测试与舒适度评价
针对搭接扶梯的悬挑楼盖在行人-扶梯耦合作用下容易产生铅垂向振动的问题,以某高架商业夹层中的悬挑楼盖为背景,采取了现场振动测试的方法,研究扶梯运行、行人数量及行人运动状态对悬挑楼盖振动响应的影响,并通过测试数据对楼盖结构做振动舒适度及人员感知度评价。结果表明：行人在扶梯上的跑动是导致悬挑楼盖振动的主要原因；楼盖的振动响应随行人人数增加而更加明显,但随距扶梯的长度增加而衰减；采用峰值加速度对悬挑楼盖进行舒适度评价,当行人在扶梯上跑动时悬挑楼盖的振动响应已超出舒适度限值；采用KB(Konstant Beurteilungswerte)值对悬挑楼盖进行感知度评价,当行人相对扶梯静止时,悬挑楼盖的振动不会超出感知度容许值,当行人相对扶梯走动或跑动时,悬挑楼盖的振动则会超出感知度容许值；人员相对扶梯运动并不会导致悬挑楼盖发生共振。
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防堵塞型透水混凝土的制备与性能研究
为改善路面透水性能，聚合物透水混凝土已逐渐广泛用于海绵城市的建设中。本试验采用特细砂和环氧树脂制备透水材料，通过控制变量法，分别探讨了砂的粒径和聚合物掺量对透水混凝土的抗压强度以及透水系数的影响。同时还进行了堵塞的模拟实验，基于图像分析透水混凝土的孔径大小，通过观察混凝土的微观孔结构分析其性能变化规律。试验结果表明：在粒径相同的情况下，随着环氧树脂掺量的增加，透水混凝土的抗压强度逐渐提高，而透水系数逐渐下降；当骨料粒径为0.15-0.3mm的比例增大时，透水混凝土抗压强度呈现先增加后下降的趋势，而透水系数呈现不断增大的趋势。当骨料粒径为0.15-0.3mm，环氧树脂掺量为骨料质量的5%时，透水混凝土的平均孔隙率为14%，平均等效直径为214um。当粒径为0.15-0.3mm和0.3-0.6mm的骨料复掺比例为1：1时综合性能较好，抗压强度达41.7MPa，透水系数为1.7mm/s，制品经四次堵塞循环后，透水衰减系数小于20%，防堵塞性能良好。
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车辐式索桁架模态分析与试验研究
通过跨度60m圆形车辐式索桁架屋盖1:10缩尺模型的模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个变化参数对结构自振特性的影响,对比分析了前四阶振型的试验结果与理论计算结果。试验和分析结果发现：结构第一、二阶振型为反对称上下振动,第三阶为内环扭转振动,第四阶为内环相对扭转振动；两者频率误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合；前四阶振型的频率均在10Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集；预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大；矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳；内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。
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湿热环境下粘钢加固混凝土界面粘结性能研究
钢板-混凝土界面粘结性能是粘贴钢板加固混凝土结构的关键所在。通过对湿热环境下27个钢板-混凝土试件进行试验研究,分别进行5天、10天、15天的加速湿热老化,然后进行双剪试验,获得了钢板-混凝土界面发生剪切剥离破坏过程中的极限荷载、钢板应变分布及荷载-位移关系,分析了环境温度、湿度耦合作用对钢板-混凝土界面粘结耐久性能的影响,并综合考虑钢板-混凝土的粘结破坏模式、受力过程、粘结界面相对位移发展规律,提出了粘结界面剪应力、滑移与温度和湿度相关的表达式,最后建立了考虑温度、湿度影响的粘结-滑移本构关系模型,数值模拟结果与试验结果吻合良好,论文结果为指导粘钢加固混凝土结构的设计以及耐久性理论研究提供参考依据。
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进出口水温对大温差洗浴废水热泵机组性能影响的实验研究
洗浴废水中含有大量废热，作者提出了通过大温差热泵机组最大限度地回收洗浴废水热能，机组额定设计工况为：蒸发器侧洗浴废水进、出温度分别为30℃和6℃，冷凝器侧自来水进口温度为10℃，制取热水出口温度为45℃，最大制热系数（COP）理论计算值为4.9。本文通过实验研究了自来水进口温度、热水出口温度及洗浴废水入口温度对热泵机组制热性能的影响。实验结果表明，在额定设计工况下，整体机组COP为5.0。当自来水进口温度从5℃升高到15℃，整体机组COP从5.0降低到3.85，但如果自来水进口温度低于10℃，整体机组的COP高于4.5；当热水出口温度从40℃变化到50℃时，整体机组COP从5.3逐渐减小到4.9；当洗浴废水进口温度从30℃升高到35℃时，整体机组COP从4.8升高到4.95。
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拉挤GFRP管材与钢管连接拉伸试验研究
摘要:拉挤型GFRP管材节点的可靠连接是保证其正常工作的前提。为研究其拉伸连接性能，本文采用胶接连接和螺栓连接两种连接方式对GFRP管材与钢管连接件分别开展了拉伸试验研究。在胶接连接试验中研究了胶层剪应力沿长度方向的分布特征、受力机理及失效过程、胶接长度对承载力影响等。试验结果表明：胶层剪应力在加载初期沿长度方向分布呈现两端大、中间小的分布特征，高应力发生在胶接端，并随荷载上升逐步往加载端胶层转移；胶接长度的增加能显著提高连接构件承载力，但当长度达到管径的1.6倍后，继续增加胶接长度对承载力的提升并不大，故可考虑将1.6倍管径作为GFRP管材的有效胶接长度。在螺栓连接试验中研究了e/d（端距/栓径）、螺栓排数n对连接承载力及破坏模式的影响，试验结果表明：当e/d=7时，承载力达到最大值，破坏形式以挤压破坏为主；根据螺栓排数n与承载力的关系，可以推导相应折减系数来计算承载力。
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无黏性有限土体主动破坏及土压力离散元分析
建立在半无限土体假定上的朗肯土压力理论和库伦土压力理论,在挡土墙后填土有限的情况下不再适用。针对墙后无黏性填土,采用离散元方法分别对光滑、粗糙墙面平动模式下墙后有限宽度土体主动破坏的过程进行研究,分析了挡土墙运动过程中滑裂带发展、土体位移规律以及墙后水平土压力分布的情况。研究结果表明,墙体光滑情况下,滑裂带呈直线,墙后填土宽高比较小时可以观察到滑裂带的反射,墙后土体呈多折线破坏模式,滑裂带倾角基本与库伦理论滑裂带倾角相等,且与土体宽高比无关,水平土压力合力受土体宽高比影响亦不大。墙体粗糙情况下,滑裂带呈曲线,反射现象随墙体粗糙程度增加而减弱,滑裂带倾角随土体宽高比增大而减小,最终落于库伦理论滑裂带内侧。此时,存在一临界宽高比,当墙后土体宽高比小于此值时主动土压力随宽高比增大而增大,大于此值时主动土压力不受宽高比影响。而无论墙体粗糙与否,墙后土体宽高比越小,达到极限状态所需墙体位移均越小。
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配栓钉的钢筋混凝土双向板多参数试验研究
为研究配置不同栓钉参数的钢筋混凝土双向板受力性能，完成了7块配置栓钉的双向板柱节点冲切试验，主要参数为栓钉间距、直径、高度、强度和布置形式等，采用静力加载方式来模拟配置栓钉的板柱节点破坏全过程。通过对比分析试验结果，表明增大栓钉直径、栓径高度或提高栓钉强度均能改善试件抗冲切性能，其中增大直径效果最为明显，变形提高幅度达到36%；加大栓钉间距和减小栓钉高度对改善试件抗冲切性能不利，承载能力和变形均有不同程度降低；对比三种不同栓钉布置形式发现，采用相同数量栓钉放射布置和增加每圈栓钉数量的正交布置，均有利于提高试件抗冲切能力，但前者更为经济。进而结合相关规范计算结果和试验结果进行对比，验证试验结果的可靠性，结果表明配栓钉板柱结构规范计算结果具有足够安全储备，但对于反映试验结果的实质不够充分，特别是栓钉对板的抗冲切性能的贡献有所低估。
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嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数研究
嵌岩桩极限端阻力发挥特征及端阻力系数取值仍是岩土工程中嵌岩桩应用的重要研究课题之一。本文收集整理了国外不同地区学者在不同时期、不同岩石性质和不同嵌岩条件下所开展的165个嵌岩桩端阻力试验成果，主要包括嵌岩段岩石类型及其天然单轴抗压强度、嵌岩直径与嵌岩深度、嵌岩桩极限端阻力等。定义嵌岩桩极限端阻力与岩石天然单轴抗压强度的比值为嵌岩桩端阻力系数，分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数的影响规律，建立了嵌岩桩极限端阻力及端阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式，可为嵌岩桩极限端阻力计算提供借鉴。
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钢管扣件式脚手架半刚性节点多参数模拟法
脚手架立杆的6个自由度在扣件节点处受到水平杆和斜杆的约束，这些约束的强弱是架体稳定承载性能的关键因素。为确定每项约束的作用，运用敏感性分析和特征值屈曲分析方法，对其在架体稳定承载力上的贡献进行测量。基于对其贡献的相对效能分析，揭示出每项约束及对应水平杆、斜杆的作用机制。根据已公布的扣件实验测试数据，进行6项约束的实际效能初步分析，提出半刚性节点的多参数模拟方法。建立不同构造类型的模型，采用长度系数法、二阶线弹性分析方法，通过对比扣件的计算受力状况与实验测试时所采用荷载条件，对多参数模拟法取值方案的前提条件进行验证。在多参数法研究的基础上，列举和分析了半刚性节点常规单参数模拟方法中的重大缺陷和局限。
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多壁碳纳米管/氧化亚铜的制备及其对N-甲酰吗啉(NFM)废水光催化性能研究
采用液相还原法制备多壁碳纳米管/氧化亚铜(MWCNTs/Cu2O)复合微球。利用傅立叶变换红外光谱仪(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等对样品进行官能团分析、物相分析和形貌观察,结果表明：多壁碳纳米管以纵横穿插方式与氧化亚铜形成复合微球。对比氧化亚铜和多壁碳纳米管/氧化亚铜对N-甲酰吗啉废水光催化性能,多壁碳纳米管/氧化亚铜复合催化剂的催化效果明显优于氧化亚铜。
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响应面法优化光聚合CMCTS-g-CPAM及其污泥脱水性能研究
污泥作为污废水处理的副产物,其产量日益增多。污泥处置前需要对污进行泥脱水处理,而污泥调理是污泥脱水前相当重要的步骤。研究人员以羧甲基壳聚糖(CMCTS)、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)作为引发剂,通过紫外光引发聚合方式合成新型阳离子型污泥脱水剂CMCTS-g-CPAM。同时以光引发剂浓度、pH、光照时间为考察对象,CMCTS-g-CPAM特性粘度为响应值,采用响应面法(RSM)对CMCTS-g-CPAM污泥脱水剂的制备条件进行优化。通过响应面分析得到最佳合成条件：光照时间为2h、光引发剂浓度为0.04%(体积分数)、pH为8。接枝共聚物的红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)表征表明AM和DMC已成功接枝到CMCTS。最后将合成产物应用于污泥脱水,实验结果表明其具有良好的污泥脱水性能。在絮凝剂投加量和pH分别为30mg/L和10时,污泥比阻降至1.96&#215;1013m/kg,滤饼含水率降至79.28%。
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冬季无霜工况下闭式热源塔的动态换热特性
为了研究闭式热源塔冬季无霜工况下传热过程，利用有限差分法建立了闭式热源塔冬季无霜工况下动态传热传质模型。将实验数据对比数值计算结果对比，验证了模型的有效性。误差分析结果表明：溶液出口温度的均方根误差为0.201°C。通过实验与模拟分析了闭式热源塔在机组变负荷运行时的动态换热特性，结果表明：当热泵机组变工况运行时，闭式热源塔作为取热装置可为机组蒸发器提供温度相对稳定的热源；此外，相比传统空气源热泵，闭式热源塔在低温高湿环境下的结霜风险更小，节能潜力更大。
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基于流固耦合的多元结构深厚覆盖层透水地基力学特性分析
深厚覆盖层多元结构坝基在渗流过程中各土层力学差异明显,分析时关注的具体问题也不尽相同,需要深入研究。本文基于比奥固结理论,考虑土体的非线性流变以及土体固结变形过程中孔隙度、渗透系数、弹性模量及泊松比的变化；借助ADINA流固耦合模块来模拟西藏达嘎水电站坝基渗流场与应力场耦合过程,分析各层力学特性及相互作用。研究表明：透水性较强的表层土体是渗流主要通道,也是渗流进出区和沉降变形体现区,应在上游采取措施提高其压缩模量,下游区域增设反滤层和排水设施；坝基中的粉细砂层是坝基沉降的主要原因,对坝基沉降起主导作用,同时应注意其液化特性对坝基的不利影响；坝基中的承压含水土层对下游上部结构产生向上顶托力,若位置较深,则破坏性较小；坝基深部土层对整个坝基的渗流破坏影响较小,但对沉降和渗流量的影响不可忽视；表层砂卵砾石层和粉细砂层的渗透系数相差较小时,土层间不会发生接触冲刷。此外,还发现坝基孔隙水压力在快速衰减阶段被消散,期间土体固结较快。垂直防渗墙能有效降低渗透坡降和渗流量,将坝基沉降变形控制在防渗墙上游区域,但上游坝基变形对防渗墙产生较大的水平推力,应加大防渗墙尺寸或者采用辅助渗控措施。
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京津地区夏季着装行为对办公建筑空调能耗的影响
着装行为通过影响室内空气参数的设定而影响建筑空调能耗。利用能耗模拟软件DeST，计算出该地区典型着装行为下实测运行参数与期望参数对应的建筑空调能耗比推荐标准下能耗分别降低了10.86%和13.16%。而基于典型着装行为的实验热学性能参数下平均只降低4%，说明由着装热阻关联的主观温度需要按地区着装行为进行修正。提出了控制建筑空调能耗的着装行为调节模型，着装行为节能率εc为负值时节能，为正值时不节能。京津地区办公建筑节能率为0的临界服装热阻为0.563clo，空调系统设计和运行节能的前提是着装热阻低于临界值。着装行为调节模型为地区着装形式和着装面料提供了量化标准，为精确控制建筑能耗提供了一种方法。
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鄂西山区公路边坡安全风险评价研究
探索和研究在山区公路建设中不可避免存在的边坡和由此引起的风险问题，是我国山区公路建设的现实性需要，因此开展山区斜坡地段安全风险评价具有重要的理论和现实意义。以地质灾害风险评估方法为基础，开展十堰至白河公路泰山沟隧道进口边坡安全风险评价研究，采用Monte Carlo模拟方法得到正常工况和非正常工况Ⅰ条件下边坡的破坏概率，并针对边坡影响范围内的承灾体进行易损性分析，通过风险分析方法得出边坡可能的经济损失价值和人口伤亡状况。结果表明：泰山沟隧道进口边坡在天然工况条件下风险较小，在接受范围之类；但在非正常工况Ⅰ条件下风险较大，必须采取风险处理措施降低风险并加强监测，特别需在施工过程和不利自然条件下对边坡变形情况加强监测，为十堰至白河公路边坡防护设计和安全运行提供指导。
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2012,34(2):69-76, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.02.012
对7根冷弯薄壁型钢C型构件进行了竖向常轴力作用下,水平循环荷载加载试验,以探索冷弯薄壁型钢C型构件滞回性能特点及其影响因素。试验反映了轴压比、截面宽厚比对试件破坏形式,能量耗散等滞回性能相关参数的影响。还重点研究了组合效应对滞回性能的改善作用。试验结果表明：大轴压比对试件的滞回性能有极大的削弱作用；试件通过组合,滞回性能得到一定的改善。此外,建立了有限元数值模型,考虑几何和材料非线性,将分析结果与试验进行对比分析,验证了试验结果的正确性,得到过早出现局部屈曲是构件破坏关键原因的结论。最后,总结了冷弯薄壁型
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2018,40(1):78-82, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.011
为研究机制生土砖与砂浆法向粘结性能的影响因素，分别对凿毛和未凿毛的机制生土砖与改性砂浆在7、14、28 d龄期下共72个试件进行拉伸粘结强度试验，探讨不同界面状态的机制生土砖在不同龄期下与改性砂浆法向粘结强度的变化规律和破坏形态特点，分析界面状态、龄期等因素对机制生土砖与砂浆法向粘结性能和破坏形态的影响。研究表明：机制生土砖与砂浆间的法向粘结强度值与界面状态和龄期有关，法向粘结强度随龄期的增大而提高，界面状态为凿毛时法向粘结强度有所降低，砂浆种类对机制生土砖与砂浆法向粘结强度影响显著。
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2012,34(Z1):116-119, DOI:
针对多层混凝土结构底层柱抗震能力较差的问题，本文采取提高结构的抗震设防烈度方法，计算分析七度、八度设防下框架梁、柱的轴力、剪力和弯矩。数值结果表明：提高结构的设防烈度，梁、柱的弯矩、剪力、轴力均增大，在底层（第一层）变化最为突出。地震作用下，结构的破坏形式主要表现为底层柱的破坏，因而增大建筑设计中的设防烈度可从根本上解决这一问题。
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2011,33(1):77-86, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.01.014
为深化模糊随机损伤力学研究,基于自适应模糊随机损伤力学模型,对材料裂纹尖端广义损伤应力场进行分析,证实了数值模型的可靠性。以碾压混凝土重力坝为例,并考虑材料参数空间变异,就模糊随机损伤增益下的宏观场分布做敏感性研究,结果表明,碾压混凝土抗压强度极限值是影响大坝安全的主控指标。采用不同模糊分布对自适应损伤力学模型做激励分析,揭示了各分布对混凝土及岩石类材料广义损伤场演化的控制特征。
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2018,40(1):68-77, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.010
引入初始地基比例系数、初始地基系数、水平位移特征值，导出一种新型双曲线型p-y曲线，并给出了参数经验选取参考值范围。在上层粘土下层砂土地基中进行了2组模型桩试验，含2根水平加载的钢桩和6根倾斜偏心荷载下的木桩。试验表明，水平荷载、竖向荷载和偏心弯矩荷载下柔性木质模型桩非线性特征显著。按双曲线型p-y曲线计算的模型桩地面处和桩顶水平位移与实测值吻合良好，验证了双曲线型p-y曲线。水平位移特征值增大时，桩身位移将减小，桩身最大剪力将增大，桩身最大弯矩将减小，桩侧最大土压力将增大。双层地基中，下层砂土位移特征值变化对试桩受力影响极小，从简化计算参数和应用角度出发，实际应用时可将下层砂土水平位移特征取值与上层粘土的相同。
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2010,32(5):65-70, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.05.012
在空气调节过程中不仅需要考虑房间内人员的舒适性需求，同时还需考虑如何节省能源。基于焓值理论将最小焓差算法与风阀开度调节过程相结合，使得进入空气处理单元前的空气更加接近舒适区域，然后基于质量及能量守恒理论推导出空气混合过程的数学模型，最后利用SIMULINK建立了空调系统仿真模型，并对所提控制策略从节能效果与舒适性能指标2个方面进行仿真验证。仿真结果表明最小焓差+PID策略联合控制的空调系统不仅能够获得更佳的空气舒适状态而且系统耗能更少。
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韦朝海, 周红桃, 黄晶, 韦聪, 杨兴舟, 韦景悦, 李泽敏, 胡芸, 任源
2019,41(5):151-163, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2019.106
污水处理是一个高能耗、低能效的复杂过程。改变传统认知，将污染物当作能量物质加以资源化，回用于水处理过程或者产品化，可改变污水处理的能耗。以城市污水与焦化废水为例，分析了水质中污染物具有的内含能形式，并探讨了两种计算方法，指出内含能利用的两类可能途径和最大限度。基于热力学基本定律与污水水质特征，辅以适当的当量假设，分析了污水处理过程中的不同形式能量消耗及其原因，运用能流图表达了两个具体案例的能量转化与分布规律。比较了污水处理两类节能评价方法的优异性，提出了未来水处理可能的节能新途径。在加深污水内含能认识的基础上，结合相关产业与工艺技术，分离回收有价值成分，如营养物（氮、磷）、重金属等，并获得水资源的再利用，以间接补偿处理过程的能耗，从而实现节能目标。
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2010,32(4):85-89, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.04.017
为了研究教室荧光灯色温对学生学习效率和生理节律的影响,通过实验对比了3种典型色温T5荧光灯在不同照度水平下对受试人学习效率、视疲劳、脑疲劳的影响.实验采用安菲莫夫字母表和近点测定法对学习效率和视疲劳进行测试,用学习效率变化率作为特定光环境下出现的脑疲劳指标.结果表明,由于Cirtopic效应作用,中间色温荧光灯在恰当的时间长度内可对学生产生适量的良性刺激,对大脑起到“唤醒”或“放松”的作用,达到提高学习效率、缓解视/脑疲劳的效果；而高、低色温荧光灯的作用则相反；不同色温的荧光灯光源,其最佳照度值并不相同；
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2012,34(Z2):54-60, DOI:
综述了人体全身振动感知阈值的标准和指南以及实验室和现场研究的进展情况,并进行了对比分析。介绍了振动感知的机理、绝对阈值、差别阈限和描述符,分析了频率、姿势、方向、持续时间、性别、年龄和噪声对人体全身振动感知阈值的影响,最后指出了需要进一步研究的问题。
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2018,40(1):122-128, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.017
精确求解人体与环境表面间的角系数是研究辐射空调房间内人体辐射散热与热舒适的基本前提。结合角系数与有效辐射面积的离散公式，推导出人体与环境表面辐射角系数的数值模拟结果修正式，得到了中国人三维坐姿人体模型。在分别对坐姿人体与顶板、壁面、地板间的角系数模拟求解后发现，坐姿人体前后具有较大的方向性，人体对前方环境表面的角系数大于人体对后方环境表面的角系数。将角系数的数值模拟解与半解析解进行比较，对于顶板与垂直壁面，半解析解与模拟解较为吻合；对于地板，半解析解与模拟解存在较大的误差，并对半解析解进行了相应的修正。
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2013,35(2):66-72, DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.011
在研究玻璃幕墙热传递特点的基础上，基于一维稳态热传导理论，以中空玻璃为例建立了玻璃系统传热系数计算模型；基于二维稳态热传导理论和有限单元法，采用三节点三角形单元对二维温度场进行了离散，推导了单元热传导矩阵和温度载荷列阵，并推导了热对流、热流密度、辐射以及各种边界条件耦合作用下对单元热传导矩阵和温度载荷列阵的修正公式，建立了玻璃幕墙框及附加线传热系数计算模型。利用Visual C++和ObjectARX对AutoCAD进行了二次开发，研发了玻璃幕墙传热系数计算软件TJCW，并通过算例与LBNL系列软件计算结果进行比较，验证了所编软件的正确性和有效性。最后对某工程实例中玻璃幕墙传热系数进行了节能验算。研究结果表明：建立的传热系数计算模型能够正确的计算玻璃幕墙传热系数，基于该计算模型开发出的软件能够应用于实际工程的节能分析和计算中。
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2012,34(1):76-79, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.015
通过测试3种不同色温、3种照度下学生脑电图α波、β波指数的变化,观察光照对人体生理节律的影响。实验发现,不同色温、光照强度下的脑波指数变化率差异存在显著性。其兴奋度及敏感性随光源色温、照度值增加,大体呈正相关关系。学习效率随光源色温、照度值增加而降低,呈负相关关系。推测原因似与高色温、高照度状态下更易出现疲劳,低色温、低照度状态下可能对大脑存在“唤醒”作用,以及大脑功能分区、光源光谱组成有关。实验结果显示教室光环境的选择,应考虑学生学习的长期性、高负荷等特点,考虑“时间累积”效应的综合影响,并值得进一步研究。
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2012,34(5):25-32, DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2012.05.005
通过对杭州庆春路过江隧道泥水盾构施工地面沉降监测数据的分析，总结了地面沉降的特点及影响因素，并结合实测数据给出了地面沉降的修正双曲线预测公式。分析表明：Peck公式适用于杭州软土地层中泥水盾构施工引起的地面沉降预测，其中地面沉降槽宽度参数K取值0.25～0.32,地层损失率V1取值0.04%～0.33%。地面沉降主要为盾构脱离0～5 d或6 d内的盾尾沉降以及扰动土体长期固结沉降，分别约占总沉降量的57.27%和41.08%。适当提高切口泥水及同步注浆压力使地面微隆，可以抵消部分地层损失，减少地面沉降。由地层损失引起的横断面地面沉降曲线较规则，基本呈现高斯曲线分布；而地面隆起变形较无规则，会使沉降曲线偏离高斯曲线分布。引入新参数C后的修正双曲线模型可用于泥水盾构软土地层中施工引起的地面沉降的预测。
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2012,34(1):102-107, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.020
土壤脲酶活性的测定有多种方法,其中靛酚蓝比色法由于测量结果精确性较高,重现性较好,应用最为广泛。但也有培养后土壤过滤液浑浊、带色、脲酶活性受底物浓度影响较大等缺点。以此方法为基础,针对过滤方式、培养时间、底物浓度及缓冲液选择等4个重要参数进行了对比试验,以期进一步改进靛酚蓝比色法的测定准确性。结果表明,培养时选择5%的底物浓度、pH10.0的硼酸盐缓冲液、培养24 h后再经KCl溶液浸提过滤比色测定,其结果比传统靛酚蓝比色法高约2.46倍,改良靛酚蓝比色法的测定结果更接近土壤真实脲酶活性。
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2011,33(4):60-64, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.04.010
利用屈曲本征方程的形式解推导出随机屈曲本征值满足的概率密度演化方程。以对数风剖面中的10 m高平均风速和地面粗糙度为随机变量,分析了超大型冷却塔的随机屈曲承载力。进而,计算出其均值及标准差。结果表明,随机屈曲承载力的概率密度函数具有一般形式,不易采用常见的概率分布模型拟合。随机屈曲承载力均值与按照均值参数计算的屈曲承载力接近,但其变异性介于两个随机变量的变异性之间。
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2011,33(1):50-58, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.01.010
介绍了变曲率摩擦摆隔震支座的基本构成,从力学平衡原理出发对变频式摩擦摆隔震支座和锥形摩擦摆隔震支座两类变曲率摩擦摆隔震支座进行理论分析,推导出变曲率摩擦摆隔震支座的刚度,探讨了支座的自回复特性,得出支座最大残余位移的计算公式。采用ABAQUS软件对2类变曲率摩擦摆隔震支座进行实体单元建模,模拟了低周反复荷载作用下的滞回特性与回复特性,并与(球面)摩擦摆隔震支座进行对比分析。研究结果表明：1)理论分析和数值模拟结果吻合较好;2)变曲率摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能,且与初始刚度相同的(球面)摩擦摆隔震支座相比,其等效粘滞阻尼比和耗能系数更大,具有更强的耗能能力;3)变曲率摩擦摆隔震支座的刚度由曲率半径,即曲面函数决定,经合理设计可使得其刚度随着位移增大呈现逐渐减小的趋势,从而使其自振周期随着位移增大而逐渐增大,可较好的解决隔震结构的低频共振问题;4)与(球面)摩擦摆隔震支座相比,该支座刚度软化的机制可使传递给上部结构的剪力减小;5)该支座的最大应力出现在支座位于设计位移时刻,且一般位于滑块或支座板球铰面边缘;6)该支座的最大残余位移由摩擦系数和曲面函数各参数共同决定,可通过理论分析和数值模拟进行合理的参数化设计将其控制在工程可接受的范围内。
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2011,33(2):132-136, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.02.026
混凝土结构的抗渗及防潮一直是土木工程领域需要克服的重要技术难题之一.文章研究了电渗脉冲用于混凝土结构抗渗防潮的影响因素,包括电渗脉冲电压、混凝土水灰比、液相中离子浓度,以及脉冲频率等；模拟测试了电渗脉冲作用下混凝土结构的排水与相对湿度变化.研究表明,随着脉冲电压升高与混凝土水灰比增大,电渗脉冲下混凝土渗水量增加；Na2SO4溶液浓度增大时,电渗脉冲作用下混凝土渗水量增加；脉冲频率对混凝土渗水量影响不大；研究亦显示电渗脉冲作用下混凝土排水效果明显,混凝土相对湿度显著降低.
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2008,30(6):81-85, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2008.06.017
中国城市化的发展必然带动城市地铁的发展。通过对中国主要城市地铁发展现状的分析总结，从城市地铁发展的角度出发, 分析了地铁经济的形成和发展,预示了中国城市地铁时代的到来。地铁产业作为中国的朝阳产业，是中国城市基础交通设施中最有前景、最有市场的产业。同时提出了我国城市地铁交通可持续发展战略。
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2018,40(1):39-47, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2018.01.006
制作了4组带有不同深度纵向干缩裂缝的木梁进行三分点加载试验，观察试验现象并记录极限承载力。根据试验现象，结合有限元应力分析和木材双折线顺纹本构模型，推导出木梁由受弯破坏变为顺纹剪切破坏的裂缝临界指标，以及相应的极限承载力计算公式，并将推导所得承载力公式归纳简化成承载力下降系数曲线。将试验数据代入后，发现试验现象符合临界指标的判定，且根据承载力下降系数曲线得到的极限承载力理论值与试验值相符。
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